保险箱的数字代码锁.doc

保险箱的数字代码锁 课程设计报告 指导老师：姜书艳 小组成员及分工： 2013070903002裴华鑫 电路设计、电路硬件实现 2013070903004宋隽儒 电路硬件实现、报告书写 2013070903008 陈士杰 报告书写、电路设计 摘要：当今时代信息财产安全变得越来越重要，本次课程设计内容是“保险箱用4位数字代码锁”的设计和应用，其基本原理是组合逻辑电路基础、基于FPGA的VHDL硬件编程、真值表、卡诺图化简与降维。 关键词：FPGA、真值表、卡诺图、开发板、电路原理图 组合逻辑电路的分析和设计方法 分析：该电路有五个输入端，锁的密码A、B、C、D和钥匙孔 key。首先，由使用者设置该锁的密码。然后进行检验，只有在输入密码正确并且钥匙插入的情况下才打开。否则，发出警报，最后考虑电路的简洁和电路板上功能的实现。 2、设计思路:开锁密码设置为0000，插入钥匙时（使能端接高电平），如果输入密码正确，则打开该锁（发光二极管不亮）；否则，警（发光二极管亮）。未插入钥匙时，不打开该锁，也不会报警（发光二极管不亮）。使用的芯片为ISE中的M8-1E（与74 *151多路复用器类似）。 真值表 设置解锁密码（0000） key A B C D F 0 X X X X 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 三、卡诺图化简与降维 1、卡诺图 CD AB 00 01 11 10 00 0 1 1 1 01 1 1 1 1 11 1 1 1 1 10 1 1 1 1 2、降维 C AB 00 01 11 10 0 D 1 1 1 1 1 1 1 1 4位数字代码锁的实现 1、电路原理图 2、VHDL硬件描述语言 3、硬件实现 A、B、C、D分别对应拨动开关左起1~4位，钥匙孔对应第5位。 （1）钥匙插入、密码错误（发出警报二极管发亮） （2）钥匙插入、密码正确（发光二极管不亮） 未插入钥匙、密码正确（发光二极管不亮） 分析和总结 本次课程设计基本完成了题目设计要求，即钥匙插入、密码错误（发出警报二极管发亮），钥匙插入、密码正确（发光二极管不亮），未插入钥匙、密码正确（发光二极管不亮）。但在设计与实现的过程中也遇到了不少问题，比如在利用VHDL硬件描述语言进行硬件实现的过程中无法正确编写和下载，最后通过求教、上网查阅等手段解决了问题使得设计得以硬件实现。在实现过程中不仅利用VHDL描述语言，同时还利用原理图在 Spartan 3E-100 CP132开发板上实现了设计。 参考文献及网站： 1、数字逻辑设计及应用 姜书艳/主编 电子科技大学出版社 2、数字设计原理与实践（原书第4版）（美）JohnF.Wakerly著 林生译 3、百度百科