EDA电子密码锁课程设计

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1、 概述概述 在当今社会中，人们对于隐私的保护和对物品安全的重视程度与 日俱增。因此，使用了现代电子技术的电子密码锁便有了广泛的应 用前景。本次所设计的电子密码锁，能够实现该六位十进制并行密 码保护，当输入的密码与锁内密码一致时，绿灯亮，开锁；当输入的 密码与锁内的密码不一致时，红灯亮，不能开锁。密码锁的密码可由 用户自行设置， 并可在液晶显示屏上显示所输入的密码。 为人们的财 产、信息安全提供了可靠地保障。 本次设计基于 VHDL语言，对并行六位电子密码锁进行设计，并 对设计过程进行了详细描述。采用 VHDL 语言进行电子密码锁的设 计可使设计工作简洁直观，快速实现既定功能。电子密码锁在对财

2、产安全保护等方面都有着重要作用，应用前景非常广泛。开锁代码 为六位十进制数，当输入代码的位数和位值与锁内给定的密码一 致，且按规定程序开锁时，方可开锁，并点亮开锁指示灯。否则， 系统进入“错误”状态，并发出报警信号。开锁程序由设计者确 定，并要求锁内给定的密码是可调的，且预置方便，保密性好。并 行数字锁的报警方式是点亮指示灯，并使喇叭鸣叫来报警，直到按 下复位开关，报警才停止。此时，数字锁又自动进入等待下一次开 锁的状态。 一、 设计主要内容 1、密码锁串行输入几位十进制数字口令 2、输入口令全部正确即开锁并有绿灯显示 3、口令输入最大次数 3 次，要求在完全输入六位之后进行判断口令 正确与否

3、；输入 3 次之后还不能开锁，进入死锁状态并报警 4、有相应的显示功能 5、开锁后能再次上锁 二、系统设计方案 作为通用电子密码锁，主要由三个部分组成：数字密码输入电路、 密码锁控制电路和密码锁显示电路。 （1）密码锁输入电路包括时序产生电路、键盘扫描电路、键盘译码 电路等几个小的功能电路。 (2) 密码锁控制电路包括按键数据的缓冲存储电路，密码的清除、存 储、激活电锁电路(寄存器清除信号发生电路)， 密码核对(数值比较电 路)，解锁电路(开/关门锁电路)等几个小的功能电路。 （3）密码显示电路主要是在液晶显示屏显示输入的数值。 2.1 密码锁输入电路的设计 是电子密码锁的输入电路框图， 由键

4、盘扫描电路、弹跳消 除电路、键盘译码电路、按键数据缓存器，加上外接的一个 44 矩 阵式键盘组成。 图 1-1 密码锁的输入电路框图 1矩阵式键盘的工作原理 矩阵式键盘是一种常见的输入装置，在日常的生活中， 矩阵式键盘在计算机、电话、手机、微波炉等各式电子产品上已经被 广泛应用。 图1-2是一个34矩阵式键盘的面板配置图， 其中数字0 9 作为密码数字输入按键。 7 8 9 4 5 6 2 3 1 0 弹跳消除 电路 键盘译码 电路 按键数据 缓存器 键 盘 输入 按 键 数据 键盘扫描电路 键 盘 扫 描 信 号 工作时钟脉冲信号 7 8 9 4 5 6 1 2 3 0 KC2 KC1 KC

5、0 1110 1101 1011 0111 KR3(00) KR2(01) KR1(10) KR0(11) 图 1-2 4 4 矩阵式键盘的面板配置 2.2 密码锁输入电路各主要功能模块的设计 1) 时序产生电路 本时序产生电路中使用了三种不同频率的工作脉冲波形： 系 统时钟脉冲(它是系统内部所有时钟脉冲的源头，且其频率最高)、弹 跳消除取样信号、键盘扫描信号。 2) 键盘扫描电路 扫描电路的作用是用来提供键盘扫描信号的， 扫描信号变化 的顺序依次为 11101101101101111110依序地周而复始。 3) 弹跳消除电路 由于本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

6、会在接触点出现信号来回弹跳的现象， 对于电子密码锁 这种灵敏度较高的电路这种弹跳将很可能会造成误动作输入， 从而影 响到密码锁操作的正确性。 从图 1-3 中可以观察出弹跳现象产生的原因，虽然只是按下按 键一次然后放掉，然而实际产生的按键信号却不止跳动一次，经过取 样信号的检查后，将会造成误判断，以为键盘按了两次。如果调整抽 样频率(如图 4.5 所示)，可以发现弹跳现象获得了改善。 图 1-3 弹跳现象产生错误的抽样结果 图 1-4 调整抽样频率后得到的抽样结果 4) 键盘译码电路 上述键盘中的按键可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， 例如清除数码、 退位、 激活电锁、 开锁等。 5) 按键存储电路 因为每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 抽 样 结 果 抽 样 信 号 按 键 信 号 抽 样 结 果 抽 样 信 号 按 键 信 号 录下来。按键存储电路可以使用移位寄存器构成。 图 1-5 输入