数字密码锁设计

数字密码锁设计 EDA技术课 程 设 计

唐 山 学 院 EDA技术课 程 设 计

题 目 数字密码锁设计 系 (部) 信息工程系 班 级

姓 名 学 号

指导教师 姚明林

2012 年 7 月 9 日至 7 月 13 日 共 1 周

2012年 7 月 13日

课程设计成绩评定表

数字密码锁设计 EDA技术课 程 设 计

EDA技术 课程设计任务书

数字密码锁设计 EDA技术课 程 设 计

目 录

一 前言 .................................................................................................................................................. 1 二 设计原理 .......................................................................................................................................... 2

2.1设计要求 ................................................................................................................................. 2

数字密码锁设计 EDA技术课 程 设 计

2.2 设计方案 ............................................................................................................................ 3 三 仿真分析 .......................................................................................................................................... 4

3.1 整体波形仿真 ........................................................................................................................ 4 3.2 模块波形仿真 ...................................................................................................................... 4

3.2.1 寄存器模块波形仿真 .............................................................................................. 4 3.2.2 控制器模块波形仿真 ............................................................................................ 5 3.2.3 比较器模块波形仿真 .............................................................................................. 5 3.3 系统整体封装图 .................................................................................................................... 6 四 设计总结 .......................................................................................................................................... 7 五 参考文献 .......................................................................................................................................... 8 附录 ........................................................................................................................................................ 9

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一 前言

随着社会的发展和人们生活水平的提高，人们的安全意识的加强，安全防盗已成为社会问题。自古以来锁在人们的生活中扮演着重要的角色，人们对其要求也较高，希望锁既要安全可靠地防盗，又要使用方便。目前使用广泛的弹子锁由于要携带钥匙，经常更换锁芯等缺点，已经渐渐变得难以满足当前社会对于安全防盗的要求。而数字密码锁由于其高安全性、低成本、易操作、密码可更换等优点受到越来越多人的欢迎。在很多安全性要求高的地方已经有了数字密码锁的应用，如：数字保险柜、银行自动柜员机、门卡系统、自动售货机等。

随着现代电子技术的迅速发展,ASIC 技术的日趋进步和完善，数字系统的硬件设计正朝着速度快、体积小、容量大、重量轻的方向发展。一个复杂的数字系统大概需要百万个以上的逻辑门或传输晶体管器件，如信号处理器，ALU 等，如果人工的话需要非常长的时间，这样效率就明显会下降。目前大部分密码锁采用单片机进行设计，电路比较复杂，性能不够灵活。而硬件描述语言VHDL的出现，则为设计者提供了一种用形式化方法来描述数字系统硬件电路的方法。VHDL 具有强大的系统描述能力、规范的程序设计结构、灵活的语句表达风格和多层次的仿真测试手段。根据系统的行为和功能要求，可以自上而下的完成相应的描述、综合、优化、仿真与验证，直至生成器件系统。VHDL 使得设计者可以进行更大、更复杂的数字系统的设计。本文采用先进的EDA技术，利用QUARTUS Ⅱ工作平台和VHDL语言，设计了一种新型的密码锁。该密码锁具有密码预置和误码报警等功能，保密性好，远远大于以往的密码锁，使随机破译成功率几乎为零，编码可变，避免因人员的更替而使锁的保密级别下降且有利于用户编制易于记忆的密码，因而该数字密码锁具有体积小、功耗低、价格便宜、安全可靠，维护和升级都十分方便等优势。

数字密码锁是在实际应用中使用极其广泛的一种数字电路，它的主要功能是用来对某些物品进行加密保护，目的是避免无权人员进行越权操作。随着人们生活水平的提高，密码锁作为家庭防盗卫士的作用日趋重要，它与普通机械锁相比有一些独特的优势，如：保密性强，防盗性能好，可以不用钥匙，只要记住密码即可开锁。所以，具有防盗报警功能的数字密码锁代替安全性较差的机械锁已经成为必然趋势。

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二 设计原理

2.1设计要求

本系统是基于EDA作为开发工具，VHDL语言为硬件描述语言，QUARTUS II作为程序运行平台，所开发的程序通过调试运行、波形仿真验证，初步实现了设计目标。本系统具体采用元件例化的方法将各个工作模块连接在一起，实现系统完整的功能。数字密码锁的系统结构框图如图1所示。

密码锁密码由3位十进制数字组成，初始密为“000”，密码由用户随意设置，当密码输入正确时开锁，密码输入错误时报警。控制器是整个系统的功能核心，接受按键和其它模块传来的信息。然后，根据系统的功能将不同的控制信号送到各个模块；比较器用来比较输入数据和寄存器的数据是否相等，结果送给控制器；寄存器在密码数据校验时，输出密码以供比较，在修改密码时，保存新的密码信息；钥匙信号控制锁的开和关；报警信号可接到LED或其它防盗设备上。

按“安锁”键，将锁闭合，开锁时，先按“输入密码”键，输入密码，再按“确认”键。若输入密码有误，则报警，只有在开锁状态下才可设置新密码，应该先按“修改密码”键，输入新密码，然后按“确认”键。

图１ 数字密码锁结构框图

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2.2 设计方案

根据“自顶而上”的设计方法，将系统顶层实体划分为若干模块，本实验大体可分为三个模块，分别为：顶层实体控制器模块，寄存器模块，比较器模块。 控制器是整个系统的功能核心，接受按键和其他模块传来的信号，再根据系统功能产生相应的控制信号送到相关的模块，输出钥匙信号和报警信号。

键盘输入密码给比较器和寄存器。并提供密码脉冲信号给控制器；比较器用来比较编码器输出和寄存器输出数据是否相等，输出送给控制器；寄存器 …… 此处隐藏：7750字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……