密码锁系统的设计

摘??? 要 锁自古以来就是把守门户的铁将军，人们对它要求甚高，既要安全可靠地防盗，又要使用方便。弹子锁由于结构上的局限已难以满足当前社会管理和防盗要求，特别是在人员经常变动的公共场所，如办公室、宾馆 仓库等地方。电子密码锁是集计算机技术、电子技术、数字密码技术为一体的机电一体化高科技产品，具有安全性高，使用方便等优点，越来越受到人们的青睐，但是目前使用的电子密码锁大部分是基于单片机技术，以单片机为主要器件，其成本高且可靠性较差。 本文介绍一种采用现场可编程门阵列(FPGA)为核心器件的新型电子密码锁的设计方法，具有现场可编程在系统调试的功能，即实现SOPC，能够在产品设计开发、制造过程中对产品中的器件、电路板甚至整个电子系统的逻辑和功能随时进行组态或莺组。FPGA器件能够简化系统结构，降低成本，提高了系统的保密性和可靠性，具备万次以上的擦写能力。因此，采用这种器件开发的数字系统，其升级与改进极其方便。 EDA 技术的应用引起了电子产品系统开发的革命性变革。利用先进的EDA 工具,基于硬件描述语言,可以进行系统级数字逻辑电路的设计。本文简述了V HDL 语言的功能及其特点,并以8 位串行数字锁设计为例,介绍了在quartus2? 开发软件下,利用VHDL 硬件描述语言设计数字逻辑电路的过程和方法。 关键词：VHDL，电子密码锁，FPGA，EDA。 目?????? 录 摘要………………………………………………………………………………1 Abstract…………………………………………………………………………2 1??? 绪论…………………………………………………………………………4 1.1数字电路设计简介………………………………………………………4 1.2选题背景和意义…………………………………………………………4 2? VHDL简介………………………………………………………………………6 3? 数字密码锁设计………………………………………………………………8 3.1 设计要求……………………………………………………………………8 3.2 设计方案……………………………………………………………………8 3.3 时钟分频模块………………………………………………………………10 3.4 消抖同步模块………………………………………………………………11 3.5 密码输入模块………………………………………………………………13 3.6 密码设置模块………………………………………………………………19 3.7 比较输出模块………………………………………………………………20 3.8 密码锁顶层设计……………………………………………………………21 3.9 并行输入密码锁……………………………………………………………22 4 结束语……………………………………………………………………………25 5 致谢………………………………………………………………………………26 参考文献……………………………………………………………………………26 选题背景和意义 电子密码锁与普通机械锁相比,具有许多独特的优点:保密性好,防盗性强,可以不用钥匙,记住密码即可开锁等。目前使用的电子密码锁大部分是基于单片机技术,以单片机为主要器件,其编码器与解码器的生成为软件方式。在实际应用中,由于程序容易跑飞,系统的可靠性能较差。 本文介绍一种基于现场可编程门阵列FPGA器件的电子密码锁的设计方法。用FPGA器件构造系统,所有算法完全由硬件电路来实现,使得系统的工作可靠性大为提高。由于FPGA具有ISP功能,当设计需要更改时,只需更改FPGA中的控制和接口电路,利用EDA工具将更新后的设计下载到FPGA中即可,无需更改外部电路的设计,大大提高了设计的效率。因此,采用FPGA开发的数字系统,不仅具有很高的工作可靠性,其升级与改进也极其方便。