基于VHDL语言和FPGA的电子密码锁

摘要

随着科技水平的提高，普通机械锁不能满足人们对安全防盗的要求。电子密码锁应运而生，并且在银行、实验室等对安全性要求较高的地方越来越普及。　　本次设计的载体是现场可编程逻辑器件(FPGA)，用硬件描述语言（VHDL）在Altera公司的MAX-PLUSII平台上完成硬件主体设计、功能仿真和时序分析，给出了一种电子密码锁的设计方案。所设计的电子密码锁具有上锁功能，解锁功能，重置密码功能，清零功能和系统报警功能。当连续三次输入错误密码时，系统在第四次输入密码时即发出警报。　　本文首先介绍了FPGA的工作原理、芯片结构、设计流程和发展方向，还有VHDL的特点和结构。然后详细介绍了六位电子密码锁的设计过程和各个模块的设计程序。本次设计的系统按照过程逐步细致划分为三个部分，第一部分是键盘模块电路，包括提供时钟信号的时钟产生电路，为密码锁输入密码的键盘输入电路，通过动态扫描和按键操作产生数字组合的键盘扫描电路，把数字组合转译成键盘各按键功能的键盘译码电路和使输入的密码逐个显示的数字存储电路。第二部分是密码锁总控制电路，包括数字按键输入电路，功能按键设计电路，密码上锁、解锁、清除电路和系统报警电路。第三部分是显示电路，包括六选一数据选择电路和七段数码管显示电路。

目录

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摘要

第一章 引言

1．1 选题背景

1．1．1 课题相关技术的发展

1．1．2 课题研究的必要性

1．2 课题研究的内容

第二章 FPGA简介

2．1 FPGA概述

2．2 FPGA工作原理

2．3 FPGA系统设计的工作流程

2．4 FPGA发展方向

第三章 VHDL简介

3．1 VHDL概述

3．2 VHDL特点

3．2．1 逐层划分描述能力

3．2．2 功能强大、设计灵活

3．2．3 支持广泛、易于修改

3．2．4 易于调用、提高效率

3．2．5 独立于器件的设计、与工艺无关

3．2．6 很强的移植能力

3．3 VHDL的设计结构

第四章 电子密码锁的设计

4．1 电子密码锁简介

4．2 电子密码锁键盘模块设计

4．2．1 键盘输入电路

4．2．2 时序产生电路

4．2．3 键盘扫描电路

4．2．4 弹跳消除电路

4．2．5 键盘译码电路

4．2．6 按键存储电路

4．3 密码锁总控制电路

4．4 显示电路

4．4．1 六选一数据选择器

4．4．2 七段数码管显示电路

第五章 结论

参考文献

致谢