SOPC，EDA综合课程设计-电子密码锁设计报告书.doc

江西理工大学应用科学学院 SOPC/EDA综合课程设计报告 综合测试 总评 格式 （10） 内容 (40) 图表 （10） 答辩 （20） 平时 （20） 目录 第一章 电子密码锁设计要求及内容 1 1.1 关于电子密码锁 1 1.2 系统设计要求及内容 1 第二章 系统设计方案 2 2.1. 密码锁的组成部分 2 2.2．矩阵式键盘的工作原理 3 2.3．密码锁输入电路各主要功能模块的设计 4 2.3.1 时序产生电路 4 2.3.2 键盘扫描电路 4 2.3.3 弹跳消除电路 4 2.3.4 键盘译码电路 5 2.3.5 按键存储电路 6 2.3.6 密码锁输入电路模块框图 6 2.4、?密码锁控制电路的设计 7 2.4.1．数字按键输入的响应控制 7 2.4.2．功能按键输入的响应控制 7 2.4.3. 密码控制模块图 7 2.5、密码锁显示电路的设计 8 第三章 密码锁的整体组装设计 9 第四章 各个模块VHDL源程序及其仿真波形图 10 4.1键盘输入去抖电路的VHDL源程序(附仿真图) 10 4.2密码锁输入电路的VHDL源程序（附仿真图） 12 4.3密码锁控制电路的VHDL源程序（附仿真图） 16 4.4密码锁显示电路七段译码器设计源程序（仿真图） 19 结束语 21 参考文献 22 第一章 电子密码锁设计要求及内容 1.1 关于电子密码锁 随着电子技术的发展，具有防盗报警等功能的电子密码锁代替密码量少、安全性差的机械式密码锁已是必然趋势。电子密码锁与普通机械锁相比，具有许多独特的优点：必威体育官网网址性好，防盗性强，可以不用钥匙，记住密码即可开锁等。目前使用的电子密码锁大部分是基于单片机技术，以单片机为主要器件，其编码器与解码器的生成为软件方式。在实际应用中，由于程序容易跑飞，系统的可靠性能较差。 电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。它的种类很多，有简易的电路产品，也有基于芯片的性价比较高的产品。现在应用较广的电子密码锁是以芯片为核心，通过编程来实现的。其性能和安全性已大大超过了机械锁，其特点如下： 1．必威体育官网网址性好,编码量多,远远大于弹子锁。随机开锁成功率几乎为零。 2．密码可变。 用户可以经常更改密码，防止密码被盗，同时也可以避免因人员的更替而使锁的密级下降。 3．误码输入保护。当输入密码多次错误时，报警系统自动启动。 4. 电子密码锁操作简单易行，一学即会。 1.2 系统设计要求及内容 利用基于所学EDA以及QuartusII7.2软件相关知识设计一个具有较高安全性和较低成本的通用电子密码锁，其具体功能要求如下： ?????? (1)?数码输入：每按下一个数字键，就输入一个数值，并在显示器上的最右方显示出该数值，同时将先前输入的数据依序左移一个数字位置。 ?????? (2)?数码清除：按下此键可清除前面所有的输入值，清除成为“0000”。 ?????? (3)?密码更改：按下此键时会将目前的数字设定成新的密码。 ?????? (4)?激活电锁：按下此键可将密码锁上锁。 ?????? (5)?解除电锁：按下此键会检查输入的密码是否正确，密码正确即开锁。?作为通用电子密码锁，主要由三个部分组成：数字密码输入电路、密码锁控制电路和密码锁显示电路。 ???根据以上选定的输入设备和显示器件，并考虑到实现各项数字密码锁功能的具体要求，整个电子密码锁系统的总体组成框图如图.1所示。 ???? (1)?密码锁输入电路包括时序产生电路、键盘扫描电路、键盘弹跳消除电路、键盘译码电路等几个小的功能电路。 ???? (2)?密码锁控制电路包括按键数据的缓冲存储电路，密码的清除、变更、存储、激活电锁电路(寄存器清除信号发生电路)，密码核对(数值比较电路)，解锁电路(开/关门锁电路)等几个小的功能电路。 (3)?七段数码管显示电路主要将待显示数据的BCD码转换成数码器的七段显示驱动编码。 图2.1 数字电子密码锁系统总体框图是电子密码锁的输入电路框图，由键盘扫描电路、弹跳消除电路、键盘译码电路、按键数据缓存器，加上外接的一个3×4矩阵式键盘组成。 图2.2电子密码锁的输入电路框图?????矩阵式键盘是一种常见的输入装置，在日常的生活中，矩阵式键盘在计算机、电话、手机、微波炉等各式电子产品上已经被广泛应用。图3是一个3×4矩阵式键盘的面板配置图，其中数字0～9作为密码数字输入按键，*作为“上锁”功能按键，#作为“解锁/清除”功能按键。图.3?.?3×4矩阵式键盘的面板配时序产生电路 ???????本时序产生电路中使用了三种不同频率的工作脉冲波形：系统时钟脉冲(它是系统内部所有时钟脉冲的源头，且其频率最高)、弹跳消除取样信号、键盘扫描