EDA实验报告 （十八）.docVIP

EDA 课 程 设 计 实 验 报 告 学院: 工学院 专业: 电子信息工程 年级: 07 姓名: 陈有衡 学号: : _______________________________________________________________________________ 电子密码锁 一 课程设计要求 在学习完大部分内容后，设计一个功能和市面上一模一样的“4位数电子密码锁”，可让学生学习查找相关资料，并对小型项目开发有一定的认识。使学生能进行模块化设计，对每部分电路进行讨论、说明与仿真验证，最后在整合起来。 设计一个4位数的电子密码锁。具备的功能： 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，将先前的输入数据依序左移一个数字位置。 2、数码清除：按下此键可清除之前所有的输入值，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。 二 电子密码锁的结构原理 图 (1) 电子密码锁的整体结构如图(1)所示，它包括密码锁输入模块，控制模块和显示模块等。 1密码锁输入模块 由时序产生电路，键盘扫描电路，抖动消除电路，键盘译码电路和按键存储电路组成。 （1）时序产生电路用于产生电路中三种不同频率的工作脉冲波形，包括系统时钟信号，抖动消除取样信号和键盘扫描信号。 （2）键盘电路可提供键盘扫描信号。该信号由ky3-ky1进入键盘，其变化的顺序为1110-1101-1011-0111-1110周而复始。 （3）抖动消除电路可避免误操作发生，由于设计中采用的矩阵式键盘是机械开关结构，在开关切换的瞬间，会在接触点出现信号来回抖动的现象。 （4）键盘译码电路，每一个按键可负责不同的功能，而键盘所产生的输出却无法直接拿来用作密码锁控制电路的输入，所以必须有键盘译码电路来规划每个按键的输出形式，以便执行响应的动作。 2 电锁控制电路 电所控制电路是整个电路的控制中心，主要完成如下功能： 数字按键输入部分 如果输入数字键，第一个数字会从显示器的最右端开始显示，此后每新按一个数字时，显示器上的数字必须往左移动一位。 若想要更改输入的数字，可按退格键来清除前一个输入的数字，或按清除键清除输入的所 有数字，再重新输入 4 位数字。既然设计的是四位电子密码锁，当输入的数字键超过 4 位时，电路不应理会。 功能键输入部分 退格键：只清除前一个输入的数字。清除键：清除所有输入。 密码核对：在密码更改，开锁之前必须先核对密码。密码变更：按下此键将目前输入的数字设定为新的密码。激活电锁：上锁，上锁之前必须先设定密码才能上锁。 解除电锁：检查输入的密码是否正确，正确才开锁。 3 数码管显示 数码管的显示是利用动态显示的方式来实现的，其原理也就是利用时序电路控制时序的先后顺序，读取寄存器文件的数据，并送至数码管译码器进而显示。模块首要由模N计数器、数据挑选和生成器、8段数码译码器、数码管位译码器和寄存器文件组成。模N计数器可根据参数N，产生N个状态，其状态数与数码管个数相等，每个状态依次分给第一个数码管；数码管位译码器的作用是根据模N计数器的值(状态)产生数码管位选信号。按顺序依次点亮数码管，而参数P的值示意数码管的类型(共阳或共阴)，当P为高电平时，控制共阴极数码管工作；P为低电平时，控制共阳极数码管工作。 三 实验程序 --********************************************* library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity lock_led is port (x :in std_logic_vector(3 downto 0); y :out std_logic_vector(3 downto 0); clk :in std_logic; clr :in std_logic; ch_code :in std_logic; dx :out std_logic_vector(6 downto 0); wx :out std_logic_vector( 3 downto 0); open_key :out std_logic); end