EDA课程设计数字密码锁

1目录目录........................................................................................................................................................................1摘要........................................................................................................................................................................2关键词....................................................................................................................................................................21引言..................................................................................................................................................................31.1课程设计背景.............................................................................................................................................31.2课程设计目的.............................................................................................................................................31.3课程设计内容.............................................................................................................................................32数字密码锁设计...............................................................................................................................................32.1系统设计.....................................................................................................................................................32.2模块功能.....................................................................................................................................................42.2.1控制模块............................................................................................................................................42.2.2比较模块............................................................................................................................................62.2.3寄存模块............................................................................................................................................63仿真分析..........................................................................................................................................................73.1控制模块的仿真.........................................................................................................................................73.2比较模块的仿真.........................................................................................................................................83.3寄存模块的仿真.........................................................................................................................................93.4系统的仿真波形.........................................................................................................................................93.5系统的引脚锁定........................................................................................................................................114设计总结.........................................................................................................................................................11参考文献..........................................................................................................................................................122摘要：随着数字集成技术和电子设计自动化(EDA)技术的迅速发展，数字密码锁应运而生。本文采用先进的EDA技术，利用QUARTUSⅡ工作平台和VHDL语言，设计了一种新型的数字密码锁,它不但可以完成锁具的基本功能，还能附加一些其他的智能，例如：报警、识别功能，数字密码锁具功能齐全，安全系数高，有机械锁无可比拟的优越性，它的造价成本低，易于操作，越来越受到众多客户的青睐，可以优先占领市场有利份额。关键词：EDA技术；QUARTUSⅡ工作平台；VHDL语言；数字密码锁31引言1.1课程设计背景数字密码锁随着电子工业的发展，数字电子技术已经深入到了人们生活的各个层面，而且各种各样的电子产品也正在日新月异地向着高精尖技术发展。由于电子产品的功能不断增加，使用也越来越方便，有些产品已经成为了人们日常生活中不可缺少的必备物品。发展历史悠久的机械式门锁，因其功能单一，安全性能较差等缺点，必将被新一代的电子门锁所代替。新颖的多功能电子门锁，集电子门锁、防盗报警器，门铃等功能于一身，而且还具有定时器呼唤，断电自动报知，显示屋内有无人和自动留言等诸多附加功能。在未来的生活中，数字密码锁必将在学领域再创新的成绩，将给我们的生活带来更大的便利，前景不可估量。1.2课程设计目的1.掌握VHDL语言编程方法，通过实践加深对理论知识的理解。2.学会QuartusⅡ软件的使用方法。3.掌握数字密码锁的设计方法。4.掌握波形仿真，学会分析实验现象，提高分析问题的能力。1.3课程设计内容设计一个数字密码锁，用户可输入4位的二进制数，可有用户任意输入正确时开锁，密码输入错误时报警.码可手动预置，并可进行修改密码，取消报警。给出系统总体组成框图，设计思路，完成以上模块的VHDL实现及功能仿真，顶层文件及整体仿真。2数字密码锁设计2.1系统设计根据系统的设计要求，系统设计采用自顶向下的设计方法。顶层设计采用原理图4的设计方式和系统的整体组装，分别由控制模块、寄存器模块、比较器模块等部分组成。即按照这三个组成模块定义相应的芯片引脚和输入输出的参数。2.2模块功能系统主要由3个模块组成,分别是控制模块、寄存器模块、比较器模块。2.2.1控制模块控制模块采用有限状态机设计，将系统分为7个状态，即开锁状态（outlock）、安锁状态(inlock)、输入密码状态(input)、密码初验正确状态(right)、密码初验错误状态(wrong)、报警状态(alarm)、修改密码状态(change)。状态转移图如图2-2-1。系统上电时，处于开锁状态，当输入修改密码xiu信号时，系统进入修改密码状态;若输入安锁lock信号，系统进入安锁状态，锁闭合：在安锁状态，输入输入密码start信号，系统进入输入密码状态；在输入密码状态，如输入密码内容和长度均正确，进入密码初验正确状态，如果密码错误，进入密码初验错误状态；在密码初验正确状态，输入确认信号enter时，进入开锁状态，在开锁状态kai信号等于‘1’；在密码初验错误状态，输入确认信号enter时，进入报警状态；在报警状态。warn信号等于‘1’。VHDL代码如下：libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;changeoutlockrightxinputwrongalarminlockenter=’1’xiu=’0’enter=’1’yes=’1’yes=’0’start=’1’enter=’1’enter=’1’图2-2-1状态转移图lock=’0’enter=’0’enter=’0’enter=’0’start=’0’enter=’0’5entitymimaisport(clk,lock,start,xiu,enter,yes:instd_logic;warn,kai,wr,en:outstd_logic);end;architecturebhvofmimaistypestateis(inlock,input,rightx,wrong,unlock,change,alarm);signalps,ns:state;beginprocess(clk)beginifclk'ev