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电子设计自动化课程设计报告
2012——2013学年 第2学期
实习题目： 电子密码锁
姓 名 ：________ _____________
学 号 ：____ _ _ _________
专业班级：__________电自化1003_________
指导老师：______ _ ____________
2013年6月8日
EDA课程设计
一、设计任务
1、基本要求
（1）、设计一个密码锁的控制电路，当输入正确代码时，输出开锁信号以推动执行机构工作，用红灯亮、绿灯熄灭表示关锁，用绿灯亮、红灯熄灭表示开锁；
（2）、在锁的控制电路中储存一个可以修改的4位代码，当开锁按钮开关（可设置成6位至8位，其中实际有效为4位，其余为虚设）的输入代码等于储存代码时，开锁；
（3）、从第一个按钮触动后的5秒内若未将锁打开，则电路自动复位并进入自锁状态，使之无法再打开，并由扬声器发出持续20秒的报警信号。
2、要解决的关键问题
（1）、该题的主要任务是产生一个开锁信号，而开锁信号的形成条件是，输入代码和已设密码相同。实现这种功能的电路构思有多种，例如，用两片8位锁存器，一片存入密码，另
一片输入开锁的代码，通过比较的方式，若两者相等，则形成开锁信号。
（2）、在产生开锁信号后，要求输出声、光信号，声音的产生由开锁信号触动扬声器工作，光信号由开锁信号点亮LED指示灯；
（3）、用按钮开关的第一个动作信号触发一个5秒定时器，若5秒内无开锁信号产生，让扬声器发出特殊音响，以示警告，并输出一个信号推动LED不断闪烁。
二、设计方案
1、总体设计思想
本设计采用VHDL语言进行编程，把所有的功能都整合到一个程序，采用不同的进程将不同的功能区分开来。该程序主要由密码输入进程、密码修改进程、密码锁操作进程、报警计时进程和报警动作进程等组成。这样设计的好处是不用设计顶层文件或者顶层原理图，没有复杂的连线。当然，仅仅是对于一些功能简单，代码较短的程序采用该种方法编程，而该题目正好符合这个条件。
该功能共有两个时钟信号，一个是键盘扫描和系统时钟，采用的是1Hz的时钟信号，该信号不仅可以防止键盘抖动引起的误操作，还有助于系统计时。因为报警电路中的蜂鸣器为无源蜂鸣器，所以需要一个方波信号来驱动蜂鸣器，使其发出声音。因此又采用了一个1KHz的信号用于驱动蜂鸣器。
为了编程简单，本设计采用的是八个独立键盘，四个按键用于输入密码，四个按键作为功能键。四位0000到9999可任意改变的密码，输入密码或者更改密码时，采用的是自加运算，当数字加到10以后，自动清零。另外四个功能健分别是开锁键、关锁键、修改密码键、清除自锁健。
本设计采用LED显示和数码管显示，LED主要用于表示现在的密码锁的开关状态，数码管用于显示输入的数值。该种显示清晰明了，可以防止误操作的发生。另外还采用蜂鸣器和LED闪烁报警，当从输入第一个密码开始计时，如果5秒内没有开锁，密码锁会自动报警20S，并让一个LED灯闪烁，直到自锁信号解除。
2、系统设计实现的基本功能
（1）密码输入：每按下一个数字键，就输入一个数值，并在显示器相应位置上显示出该数值。
（2）密码清除：按下开锁键和关锁键进入锁定和开锁状态后，系统自动可清除前面所有的输入值，清除成为“0000”。
（3）密码更改：当密码锁位于开锁状态下，按下更改键可以设定新的密码
（4）密码上锁：按下上锁键可将密码锁上锁。
（5）密码解除：按下解除键首先检查输入的密码是否正确，密码正确即解锁。
（6）密码自锁：从输入第一个密码开始计时，如果5秒内没有开锁，密码锁会自动报警，并进入自锁状态，此时不允许任何操作。
（7）自锁清除：通过自锁清除键可以清除自锁状态，使密码锁进入正常工作状态。
3、系统程序
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
ENTITY LOCK IS
PORT(CLK,CLK5:IN STD_LOGIC;
KEY1,KEY2,KEY3,KEY4,KEY5,KEY6,KEY7,KEY8:IN STD_LOGIC;
Q1,Q2,Q3,Q4:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);
LED_G,LED_R,LED,BEEP:OUT STD_LOGIC);
END LOCK;
ARCHITECTURE BEHAV OF LOCK IS
老年人奶粉 SIGNAL PASSWORD1:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0):="0001";
SIGNAL PASSWORD2:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0):="0001";火影忍者之写轮眼
SIGNAL PASSWORD3:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0):="0001";
SIGNAL PASSWORD4:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0):="0001";
SIGNAL JISHI5:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0):="0000";
SIGNAL JISHI20:STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 0):="00000";
SIGNAL ZISUO,FLAG,BEEP_FLAG,KAI,LED_TMP:STD_LOGIC:='0';
SIGNAL CODE1,CODE2,CODE3,CODE4:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);
BEGIN
PROCESS(clk,key1,key2,key3,key4,key6)
BEGIN
IF ZISUO='0' AND KEY6='0' AND KAI='0' THEN
IF KEY1'EVENT AND KEY1='1' THEN --用来输入代码，在关锁状况下，并且无开锁和设置密码信号下有效
IF CODE1<9 THEN CODE1<=CODE1+1;
ELSE CODE1<=(OTHERS=>'0');
END IF;
END IF;
好用的笔记本散热器 IF KEY2'EVENT AND KEY2='1' THEN
IF CODE2<9 THEN CODE2<=CODE2+1;
ELSE CODE2<=(OTHERS=>'0');
END IF;
END IF;
IF KEY3'EVENT AND KEY3='1' THEN
IF CODE3<9 THEN CODE3<=CODE3+1;
ELSE CODE3<=(OTHERS=>'0');
END IF;
END IF;
IF KEY4'EVENT AND KEY4='1' THEN
IF CODE4<9 THEN CODE4<=CODE4+1;
ELSE CODE4<=(OTHERS=>'0');
END IF;
END IF;
ELSIF(ZISUO='0' AND KEY7='1' AND KAI='1')THEN
CODE1<="0000";CODE2<="0000";CODE3<="0000";CODE4<="0000"; --这一步很重要，重新上锁必须将密码值清零，不然会显示上次输入的密码
IF KEY6='1' AND KAI='1' THEN --显示密码
Q1<=PASSWORD1;
Q2<=PASSWORD2;
Q3<=PASSWORD3;
Q4<=PASSWORD4;
END IF;
IF KEY6='0' AND KAI='0' THEN --显示要更改的密码
Q1<=CODE1;
Q2<=CODE2;
Q3<=CODE3;
Q4<=CODE4;
END IF;
IF KEY6='0' AND KAI='1' THEN --开锁后显示零
Q1<="0000";
Q2<="0000";
Q3<="0000";
Q4<="0000";
END IF;
ELSIF ZISUO='0' AND KEY6='1' AND KAI='1' THEN --按住KEY6设置密码，此时必须是开锁状态
IF KEY1'EVENT AND KEY1='1' THEN
IF PASSWORD1<9 THEN PASSWORD1<=PASSWORD1+1;
ELSE PASSWORD1<=(OTHERS=>'0');
END IF;
END IF;
IF KEY2'EVENT AND KEY2='1' THEN
哇劲的组词 IF PASSWORD2<9 THEN PASSWORD2<=PASSWORD2+1;
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