课 程 设 计
课 程 EDA 技术课程设计 题 目 电子密码锁 院 系 电子科学学院 专业班级 电子信息工程 学生姓名 学生学号 指导教师
2011年 3 月11日
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课程设计任务书
课程 EDA技术课程设计 题目 电子密码锁 专业
电子信息工程 姓名 学号
主要内容、基本要求、主要参考资料等 主要内容：
设计一个密码锁的控制电路，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，当输入正确代码时，输出开锁信号以推动执行机构工作。
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（设置成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，并输出一个信号推动LED不断闪烁。
主要参考资料：
[1] 潘松著.EDA技术实用教程(第二版). 北京：科学出版社,2005. [2] 康华光主编.电子技术基础 模拟部分. 北京：高教出版社,2006. [3] 阎石主编.数字电子技术基础. 北京：高教出版社,2003.
完成期限 2010.3.11 指导教师 专业负责人
2010年 3月7日
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一、 总体设计思想：
本课程设计主要是基于
VHDL文本输入法设计电子密码锁，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技术设计的电子密码锁，以其价格便宜、安全可靠、使用方便，受到了人们的普遍关注。而以现场可编程逻辑器件(FPGA)为设计载体，以硬件描述语言(VHDE)为主要表达方式，以QuartusⅡ开发软件和GW48EDA开发系统为设计工具设计的电子密码锁，由于其能够实现数码输入、数码清除、密码解除、密码更改、密码上锁和密码解除等功能，因此，能够满足社会对安全防盗的要求。
1.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，并在显示器上显示出
该数值。同时将先前输入的数据依次左移一个数字位置。
（2） 密码清除：按下清除键可清除前面所有的输入值，清除成为“0000”。 （3） 密码更改：按下更改键可将目前数据设定为新的密码。 （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。
2. 电子密码锁的结构原理
根据系统设计要求，系统设计采用自顶向下的设计方法。 2.1 电子密码锁的整体结构 (1)密码锁输入模块
密码锁的输入模块由时序产生电路、键盘扫描电路、键盘译码电路和按键存储电路组成。如下图示：
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键盘扫描电路 时序产生电路 按键数据缓存器 键盘 弹跳消除电路 键盘译码电路
图1
a． 时序产生电路
产生电路中使用的三种不同频率的工作脉冲波形，即系统时钟脉冲、弹跳消除取样信号和键盘扫描信号。 b． 键盘扫描电路
扫描电路的作用是提供键盘扫描信号，扫描信号变化顺序依次是1110—1101—1011—0111—1110.-----依序地周而复始。 c．键盘译码电路
上述键盘中的按键分为数字按键和文字按键，每一个按键可能负责不同的功能，例如清除键、上锁键和解锁键等。数字按键主要是用来输入数字的，但是键盘所产生的输出是无法直接拿来用作密码锁控制电路的输入的；另外，不同的按键具有不同的功能，所以必须由键盘译码电路来规划每个按键的输出形式，以便执行相应的动作。 d． 按键存储电路
因为每一次扫描会产生新的按键数据，可能会覆盖前面的数据，所以需要一个按键存储电路。将整个键盘扫描完毕后的结果记录下来。
按键位置与数码关系（表）图2
扫描位置【1…0】 CSR00 00 00 01 01 01 10 10 10 11 11 11 4
键盘输出信号SEL【3…0】 按键号 0011 0101 0110 0011 0101 0110 0011 0101 0110 0011 0101 0110 1 2 3 4 5 6 7 8 9 * 0 # 图3所示是密码锁输入模块的仿真波形
二、设计步骤和调试过程
密码锁的控制电路是整个电路的控制中心，主要完成对数字按键输入和功能按键输入的响应控制。 a．数字按键输入的响应控制
如果按下数字键，第一个数字会从显示器的最右端开始显示，此后每新按下一个数字时，显示器上的数字必须左移一位，一边将新的数字显示出来。 假如要更改输入的数字，可以按倒退按键来清除前一个输入的数字，或者按清除键清除所有输入的数字，再重新输入四位数。
由于这里设计的是一个四位的电子密码锁，所以当输入的数字键超过四个时，电路不予理会，而且不再显示第四个以后的数字。 b．功能按键输入响应控制
清除键：清除所有的输入数字，即做归零动作。
上锁键：按下此键时可将密码锁的门上锁（上锁前必须先设定一个四位的电
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