基于Verilog-HDL的数字密码锁的设计.doc

淮南师范学院电气信息工程学院2013届电子信息工程专业课程设计报告 PAGE 5 成绩 成绩 课程设计报告 题 目：基于Verilog HDL的数字密码锁 的设计 学生姓名： 江留胜 学生学号： 0908030113 系 别： 电气信息工程学院 专 业： 电子信息工程 届 别： 2013届 指导教师： 马立宪 基于Verilog HDL的数字密码锁的设计 学 生：江留胜 指导教师：马立宪 电气信息工程学院 电子信息工程 1课程设计的任务与要求 1.1 课程设计的任务 设计一个6位的数字密码锁，利用Verilog HDL语言来实现，并使用QuartusⅡ进行仿真与调试。 1.2 课程设计的要求 设计一个简单的数字密码锁，密码为6位，其功能： 1、在内部设置密码，其密码用6位十进制数表示。 2、输入密码时，每次输入一位数，输入后按#进行确认。 3、当输入的密码顺序与设置的密码一致时，密码锁打开，否则，则报警。 4、具有重置密码的功能。输入密码正确后按*号键输入要重的密码，按#号键确认密码的重置，连续输入两次，则密码重置成功。 使用Verilog HDL语言编写密码锁的开锁过程的程序，并借助QuartusⅡ软件对其进行仿真，观察实验波形。 1.3 课程设计的研究基础（设计所用的基础理论） 密码锁就是要有一定的自我保护功能，并且能够定时更新防止破译的危险。密码锁控制器是硬件与软件的结合。 Verilog HDL是一种优秀的硬件描述语言，它与C语言有许多相似之处，并继承和借鉴了C语言的多种操作符和语法结构，有C语言基础的人很快就能够学习并使用该语言。 在本次计中，系统开发平台为QuartusⅡ。QuartusⅡ界面友好，使用便捷，被誉为业界最易用易学的EDA软件。在QuartusⅡ上可以完成设计输入、元件适配、时序仿真和功能仿真、编程下载整个流程，它提供了一种与结构无关的设计环境，是设计者能方便地进行设计输入、快速处理和器件编程。 在本次设计中，采用的硬件描述语言是Verilog HDL。Verilog HDL也是目前应用最为广泛的硬件描述语言，并被IEEE采纳为IEEE#1064-1995标准。Verilog HDL可以用来进行各种层次的逻辑设计，也可以进行数字系统的逻辑综合、仿真验证和时序分析。Verilog HDL适合算法级（Algorithm）、寄存器传输级（RTL）逻辑级（Logic）、门级（Gate）和版图级（Layout）等各个层次的电路设计和描述。使设计者在进行电路设计时不必过多考虑工艺实现的具体细节， Verilog HDL只需要根据系统设计的要求施加不同的约束条件，即可设计出实际电路。利用计算机的强大功能，在EDA工具的支持下，把逻辑验证与具体工艺库相匹配，将布线及延迟计算分成不同的阶段来实现，减少了设计者的繁重劳动。 2 数字密码锁系统方案制定 2.1 方案提出（以方框图模块化设计的形式给出至少2个方案，并简要说明） 设计方案一： 采用数字电路控制，用以CMOS构成的数字逻辑电路作为密码锁的控制核心，用verilog HDL硬件描述语言来进行仿真。设计一个简单的数字密码锁，密码为6位，其功能：在内部设置密码，其密码用6位十进制数表示。输入密码时，每次输入一位数，输入后并进行确定。若输入密码位与对应位相同，则通过并继续输入密码，直至输入结束，最后开锁。若有一位与对应密码位不同则报警，结束输入，若要开锁需重新输入。其流程图如下： 输入：数值0~9n=1 输入：数值0~9 n=1 输入一位并确认 与内置密码一致 报警 n+1=6 结束 是 开锁成功 否 是 否 开锁失败 方案一的流程图 方案二： 采用以AT89C51单片机为核心控制的方案。能完成开锁，修改密码，密码错误报警，LCD显示密码等基本的密码锁功能。 其主要具有如下功能： （1）密码通过键盘输入，若密码正确，则将锁打开。 （2）报警功能。密码输入错误密码则蜂鸣器发出报警。 （3）可以进行密码的重置。 方案二的框图 2.2 方案比较 基于单片机的实现方案原理复杂，调试比较麻烦，所用到的器件比较多，而用数字电路的实现过程相对而言比较简单，软件易于实现，容易调试。 2.3 方案论证 随着社会物质财富的日益增长，安全防盗已成为全社会关注的问题。基于EDA技术设计的电子