基于FPGA的电子密码锁设计.pdfVIP

一、前言 一、前言 电子密码锁的使用体现了人们的消费水平、保安意识和科技水平的提高， 电子密码锁的使用体现了人们的消费水平、保安意识和科技水平的提高， 而且避免了携带甚至丢失钥匙的麻烦。目前设计密码锁的方法很多，例如传统的 而且避免了携带甚至丢失钥匙的麻烦。目前设计密码锁的方法很多，例如传统的 PCB 板设计、用 PLC 设计或者单片机设计等等。而用 VHDL 可以更加快速、灵活 PCB 板设计、用 PLC 设计或者单片机设计等等。而用 VHDL 可以更加快速、灵活 地设计出符合各种要求的密码锁，优于其他设计方法。VHDL 是一种符合 IEEE 标 地设计出符合各种要求的密码锁，优于其他设计方法。VHDL 是一种符合 IEEE 标 准的硬件描述语言，其最大的特点是借鉴高级程序语言的功能特性，对电路的行 准的硬件描述语言，其最大的特点是借鉴高级程序语言的功能特性，对电路的行 为与结构进行高度的抽象化、规范化的形式描述，并对设计的不同层次、不同领 为与结构进行高度的抽象化、规范化的形式描述，并对设计的不同层次、不同领 域的模拟验证与综合优化等处理，使设计过程延到高度自动化。 域的模拟验证与综合优化等处理，使设计过程延到高度自动化。 二、方案设计 二、方案设计 密码锁的的构成主要由密码输入、密码设置、比较控制和报警部分组成， 密码锁的的构成主要由密码输入、密码设置、比较控制和报警部分组成， 此外密码锁必须能够保存已设置的密码，因而需要一个寄存器来保存密码，同时 此外密码锁必须能够保存已设置的密码，因而需要一个寄存器来保存密码，同时 由于控制电路和报警电路要用到不同的时钟，因而需要一个时序产生电路来生成 由于控制电路和报警电路要用到不同的时钟，因而需要一个时序产生电路来生成 需要的不同信号，采用分频方法实现。 需要的不同信号，采用分频方法实现。 根据密码锁的电路特点，选用的是实验箱的模式 6 电路，根据电路功能， 根据密码锁的电路特点，选用的是实验箱的模式 6 电路，根据电路功能， 在这里设计的密码锁以 4 位 2 进制代码作为密码的电子密码锁。 在这里设计的密码锁以 4 位 2 进制代码作为密码的电子密码锁。 其原理框图如下所示： 其原理框图如下所示： 报警电路 报警电路 时序产生电路 时序产生电路 开锁信号 比较控制 开锁信号 比较控制 密码输入 密码输入 寄存器 （保存 寄存器 （保存 设置的密码） 密码设置 设置的密码） 密码设置 图一、电子密码锁原理框图 图一、电子密码锁原理框图 三、功能模块的实现 三、功能模块的实现 1、时序电路 1、时序电路 在密码锁的电路中，输入计时、报警计时需要的 1HZ 的时钟脉冲信号，而 在密码锁的电路中，输入计时、报警计时需要的 1HZ 的时钟脉冲信号，而 驱动蜂鸣器工作需要的很高频率的脉冲信号，因而这里采用输入一个高频脉冲 驱动蜂鸣器工作需要的很高频率的脉冲信号，因而这里采用输入一个高频脉冲 （1024HZ）信号来驱动蜂鸣器，采用分频的方法得到 1HZ 的计时脉冲，程序如下： （1024HZ）信号来驱动蜂鸣器，采用分频的方法得到 1HZ 的计时脉冲，程序如下： process(clk_1k) process(clk_1k)