畢業(yè)設(shè)計(jì)論文基于fpga電子密碼鎖設(shè)計(jì)-資料下載頁

　　

【正文】 IFREG=ACCTHEN 密碼核對QA=39。039。QB=39。139。ENDIFELSIFACC=1000100010001000THEN設(shè)置“8888”為萬用密碼QA=39。039。QB=39。139。ENDIFENDIF。ENDIFENDPROCESSENDBLOCKLOCK_PROCESS輸出上鎖/開鎖控制信號ENLOCK=QAANDNOTQB輸出顯示信息DATA_BCD=ACCENDARCHITECTUREART。對密碼控制電路模塊進(jìn)行時(shí)序仿真如下圖: FLAG_N為數(shù)字輸出標(biāo)志，高電平時(shí)確認(rèn)輸出數(shù)字，F(xiàn)LAG_F為功能輸出標(biāo)志，密碼控制模塊根據(jù)4位按鍵輸入在判斷其為功能輸入還是數(shù)字輸入后輸出16位BCD碼。 控制模塊的ASM圖 控制模塊的實(shí)現(xiàn) 控制模塊電路符號圖模塊外部信號端口：data_n：數(shù)字輸入端口，用于提供數(shù)字輸入信號。data_f：功能輸入端口，用于提供功能輸入信號。flag_n：數(shù)字輸入標(biāo)志，用于識別數(shù)字是否輸入。flag_f：功能輸入標(biāo)志，用于識別功能是否輸入。ksrclk:鍵盤輸入采樣時(shí)鐘，用于提供鍵盤輸入的采樣時(shí)鐘。enlock：密碼鎖控制信號輸出端口，提供密碼鎖控制信號輸出。data_bcd：按鍵顯示輸出端口，用于提供按鍵顯示輸出信號。mimain:密碼輸入標(biāo)志，用于提供密碼輸入信號。setin:密碼設(shè)定標(biāo)志，提供密碼設(shè)置信號。old:舊密碼設(shè)置標(biāo)志，提供舊密碼設(shè)置標(biāo)志。模塊內(nèi)部信號：acc：暫存鍵盤輸入信息reg：密碼存儲位置 電子密碼鎖顯示模塊 數(shù)碼管顯示原理數(shù)字顯示主要由LED數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)。LED可單獨(dú)使用，也可組裝成分段式或點(diǎn)陣式LED顯示器件。分段式顯示器由7條線段圍成8型，每一段包含一個(gè)發(fā)光二極管，外加正向電壓時(shí)二極管導(dǎo)通，發(fā)出清晰的光，有紅、黃、綠等色。可以按照相關(guān)的規(guī)律控制各個(gè)發(fā)光段的亮、滅，這樣就能達(dá)到顯示各種字形或者符號的目的。，以及共陰式的連接法和驅(qū)動原理。 七段數(shù)碼管電路圖BCD七段譯碼器的輸入時(shí)一位BCD碼（以D、C、B、A表示），輸出是數(shù)碼管各段的驅(qū)動信號（以Fa~Fg表示），也稱4——7譯碼器。若用它驅(qū)動共陰極LED數(shù)碼管，則輸出應(yīng)為高有效，即輸出高1時(shí)，相應(yīng)顯示段發(fā)光。例如，當(dāng)輸入8421碼DCBA=0100時(shí)，應(yīng)顯示4，即要求同時(shí)點(diǎn)亮b、c、f、g段，熄滅a、d、e段，故譯碼器的輸出應(yīng)為Fa~Fg=0110011，這也是一組代碼，常稱為段碼。同理，根據(jù)組成0~9這10個(gè)字形的要求可以列出8421BCD七段譯碼器的真值表。 七段譯碼器真值表主要程序設(shè)計(jì)如下：LIBRARY IEEE 。USE 。ENTITY DECL7S ISPORT ( A : IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)。LED7S : OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0) ) 。END 。ARCHITECTURE one OF DECL7S IS BEGINPROCESS( A )BEGINCASE A ISWHEN 0000 = LED7S =0111111 。WHEN 0001 = LED7S =0000110 。WHEN 0010 = LED7S =1011011 。WHEN 0011 = LED7S =1001111 。WHEN 0100 = LED7S =1100110 。WHEN 0101 = LED7S =1101101 。WHEN 0110 = LED7S =1111101 。WHEN 0111 = LED7S =0000111 。WHEN 1000 = LED7S =1111111 。 WHEN 1001 = LED7S =1101111 。WHEN 1010 = LED7S =1110111 。WHEN 1011 = LED7S =1111100 。WHEN 1100 = LED7S =0111001 。WHEN 1101 = LED7S =1011110 。WHEN 1110 = LED7S =1111001 。WHEN 1111 = LED7S =1110001 。WHEN OTHERS = NULL 。END CASE 。END PROCESS 。END 。 譯碼顯示的實(shí)現(xiàn)：模塊外部信號端口：A：密碼信號輸入端口，提供密碼信號輸入。LED7S：密碼鎖狀態(tài)信號顯示燈，提供狀態(tài)顯示信號。5 系統(tǒng)仿真 系統(tǒng)的有關(guān)編譯與仿真在計(jì)算機(jī)輔助電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)出現(xiàn)以前，人們一直采用傳統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)方法來設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件。這種硬件設(shè)計(jì)方法的主要特點(diǎn)是：（1）采用自底向上的設(shè)計(jì)方法；（2）采用通用的邏輯器件；（3）在系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的后期進(jìn)行仿真和調(diào)試；（4）主要設(shè)計(jì)文件是電原理圖。傳統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)方法已經(jīng)沿用幾十年，是目前廣大電子工程師所熟悉和掌握的一種方法。隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展，一種嶄新的、采用硬件描述語言的硬件電路設(shè)計(jì)方法已經(jīng)興起。EDA(電子設(shè)計(jì)自動化)技術(shù)是90年代電子設(shè)計(jì)的最新技術(shù)，能使電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員在計(jì)算機(jī)上完成電路的設(shè)計(jì)、分析、仿真、指標(biāo)測試，直到印刷電路板的自動化設(shè)計(jì)，它的出現(xiàn)給硬件電路設(shè)計(jì)帶來一次重大的變革。利用EDA技術(shù)進(jìn)行電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）用軟件的方式設(shè)計(jì)硬件；（2）用軟件的方式設(shè)計(jì)的系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換是由有關(guān)的開發(fā)軟件自動完成的；（3）設(shè)計(jì)過程中可用有關(guān)軟件進(jìn)行各種仿真；（4）系統(tǒng)可現(xiàn)場編程，在線升級；（5）整個(gè)系統(tǒng)可集成在一個(gè)芯片上，體積小、功耗低、可靠性高。因此，EDA技術(shù)是現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢。本節(jié)主要是闡述設(shè)計(jì)在Quartus 。在Quartus ，我們需要建立一個(gè)工程，在工程中我們要把設(shè)計(jì)文件加入工程中；然后選擇仿真器和綜合器類型值得注意的是如果選擇默認(rèn)的“NONE”,表示選擇Quartus II軟件中自帶的仿真器和綜合器，結(jié)合自己的設(shè)計(jì)，在此我選擇默認(rèn)項(xiàng)“NONE”；最后選擇目標(biāo)芯片。在“Family”欄選擇芯片系列，在此我選擇“Cyclone II”系列再選擇此系列的具體芯片EP2C35F484C6。工程建立以后，可以進(jìn)行源程序的編譯。選擇“Processing”Start Compilation,啟動全程編譯。 去抖模塊的仿真，由圖上可以看出，原來的彈跳現(xiàn)象經(jīng)過防抖電路處理后已經(jīng)清除了， 鍵盤輸入防抖電路的仿真結(jié)果圖 由圖中可以看出，鍵盤掃描出的信號彈跳現(xiàn)象可以得到改善。 密碼鎖輸入電路的仿真電路原理圖5. 2：圖5. 2密碼輸入電路原理圖，圖中的輸出信號kscan，是為便于仿真時(shí)觀察中間結(jié)果而增加的觀測點(diǎn)的輸出。 密碼鎖輸入電路仿真結(jié)果圖輸入信號KEY_IN[2..0]依序依011－101－110－011－101的順序周期性循環(huán)，對鍵盤進(jìn)行掃描。如有按鍵發(fā)生，鍵盤掃描輸出信號CLK_SCAN做出反應(yīng)。 密碼鎖控制電路的仿真：。 密碼鎖控制電路仿真結(jié)果圖 系統(tǒng)整體仿真設(shè)置新密碼部分（初始時(shí)有出廠時(shí)設(shè)置的密碼為“0000”，用戶設(shè)置的新密碼為“”0622），: 密碼鎖系統(tǒng)整體電路仿真結(jié)果圖上鎖部分（按下“*11” 時(shí)表示上鎖，設(shè)置完畢后上鎖鍵ENLOCK有效），： 密碼鎖系統(tǒng)整體電路仿真結(jié)果圖(二) 數(shù)碼管譯碼器仿真： 密碼鎖顯示電路原理圖A為4位輸入，為BCD碼格式，通過譯碼電路，輸出7位譯碼，在LED數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的數(shù)字信息。： 密碼鎖顯示電路仿真結(jié)果圖6 .結(jié)束語本系統(tǒng)是基于FPGA來完成的，用現(xiàn)有資源PC機(jī)、便攜式EDA/SOPC/DSP實(shí)驗(yàn)系統(tǒng), Quartus II 。本系統(tǒng)經(jīng)過詳細(xì)設(shè)計(jì)，代碼編譯仿真等，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡單的電子密碼鎖。設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于控制模塊的設(shè)計(jì)，因?yàn)榇四K是整個(gè)系統(tǒng)的核心，因此在這個(gè)模塊中花的時(shí)間也是最多的，在整體仿真中，能從仿真圖上看到功能的具體實(shí)現(xiàn)，但是仿真圖不能完全仿真顯示完所有的仿真結(jié)果，這個(gè)問題一直是比較困惑的，考慮許久，判定是時(shí)鐘信號給的不夠多造成后面無法完全顯示完成吧，可能還有一些問題沒考慮到吧，系統(tǒng)也存在一定的不足，由于時(shí)間上的限制和環(huán)境的限制，比如在顯示模塊做的比較簡單，還有報(bào)警模塊等，都沒真正的考慮完全，這些都有待以后提高。致 謝在論文完成之際，我要特別感謝我的指導(dǎo)老師XX老師的熱情關(guān)懷和悉心指導(dǎo)。在我撰寫論文的過程中，XX老師傾注了大量的心血和汗水，無論是在論文的選題、構(gòu)思和資料的收集方面，還是在論文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了XX老師悉心細(xì)致的教誨和無私的幫助，特別是他廣博的學(xué)識、深厚的學(xué)術(shù)素養(yǎng)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和一絲不茍的工作作風(fēng)使我終生受益，在此表示真誠地感謝和深深的謝意。 在論文的寫作過程中，也得到了許多同學(xué)的寶貴建議，同時(shí)還到許多在工作過程中許多同事的支持和幫助，在此一并致以誠摯的謝意。 感謝所有關(guān)心、支持、幫助過我的良師益友。 最后，向在百忙中抽出時(shí)間對本文進(jìn)行評審并提出寶貴意見的各位專家表示衷心地感謝！再次感謝所有關(guān)心和支持我的老師，朋友和我的家人，感謝他們對我的關(guān)心和支持。參考文獻(xiàn) [1] ,2006,(01):64[2] ,2006,(10):240241[3] 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