文档介绍：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
东北石油大学课程设计任务书
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***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***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***;
2、在锁的控制电路中储存一个可以修改的4位代码,当***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,***;
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] (第二版). 北京:科学出版社,2005.
[2] . 北京:高教出版社,2006.
[3] . 北京:高教出版社,2003.
完成期限
指导教师
专业负责人
一、总体设计思想
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(VHDL) 为主要表达方式, 以QuartusⅡ开发软件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。
基本原理如下:在控制电路中储存一个可以修改的4位代码,当我们把第一个按钮触动后开始计时,若5秒后未将锁打开,电路自动进自锁状态,红灯亮绿灯灭,同时由扬声器发出持续20秒的报警信号,并输出一个信号推动LED不断闪烁此;如果在触动按钮的5秒内,输入的4位代码等于存储代码时,输出***信号以推动执行机构工作,此时,用绿灯亮、红灯熄灭表示***。
键盘扫描电路
按键数据缓存器
弹跳消除电路
键盘译码电路
0
#
*
9
8
7
6
5
4
3
2
1
键盘 按键
输入数据
输入
工作时钟脉冲信号
键盘扫描信号
图1设计框图
二、设计步骤和调试过程
图2总体电路
1、模块设计和相应模块程序
密码锁输入模块
时序产生电路
键盘
键盘扫描电路
弹跳消除电路
键盘译码电路
按键数据缓存器
扫描信号
按键输入
图3密码锁输入模块电路框图
密码锁输入模块的电路框图如图3所示, 它由时序产生电路、键盘扫描电路、弹跳消除电路、键盘译码电路和按键存储电路组成。时序产生电路用于产生中三种不同频率的工作脉冲波形, 包括系统时钟信号、弹跳消除取样信号和键号键盘电路可提供键盘扫描信号。该信号由
ky3~ky0进入键盘, 其变化的顺序1110-1101-1011-0111-1110……周而复始。扫描信号0111代表扫描的为*、0、这一排按键, 当*这个按键被按下时, 由kx2~kx0读出的值为011。按键位置的数码关系如表1所列。弹跳消除电路可避免误操作发生。由于设计中采用的矩阵式键盘是机械开关结构, 因此, 在开关切换的瞬间, 会在接触点出现信号来回弹跳的现象。为使电子密码锁可靠工作, 必须加上弹跳消除电路。弹跳消除电路采用软件延时的方法消除抖动, 其仿真波形如图3所示。从图3中可以看出, 若采样信号连续两次或超过两次检测到高电平信号, 说明按键状态确实发生了变化, 此时电路输出一个时钟周期的按键信号; 否则当作抖动处理而不予理会, 以此来消除抖动。对于键盘译码电路, 由于图2中的键盘按键分为数字按键和功能按键, 每一个按键可负责不同的功能, 而键盘所产生的输出(也就是扫描回复信号) 却无法直接拿来用作密码锁控制电路的输入, 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。键盘存储电路可将每次扫描产生的新按键数据存储下来, 因此新数据可能会覆盖前面的数据, 所以需要一个按键存储电路, 以将整个键盘扫描完毕的结果记录下来。图4所示是密码锁输入模块的仿真波形, 图中, 数字键数据“0、1、2、3、4、5、6、7、8、9”和功能键数据“0100、0001”所得到的输出不同,