EDA课程设计—电子密码锁

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1、 1 目录 摘要 2 1 绪论 3 1.1 电子密码锁简介 3 1.2 电子密码锁的国内外研究现状和发展趋势 3 1.3 EDA 技术及 VHDL 语言 . 4 2 电子密码锁总体设计 6 2.1 总体设计方案 6 2.2 设计思路简述 7 2.3 整体组装设计原理图 8 3 单元模块程序设计 9 3.1 电子密码锁输入模块 . 9 3.1.1 输入模块程序 9 3.1.2 输入模块单元 . 12 3.1.3 输入模块仿真 . 12 3.2 电子密码锁系统控制模块 . 12 3.2.1 控制模块程序 . 13 3.2.2 控制模块单元 . 15 3.2.3 控制模块仿真图 . 15 3.3 电

2、子密码锁系统显示模块 . 16 3.3.1 显示模块程序 . 16 3.3.2 显示模块单元 . 17 3.3.3 显示模块仿真 . 17 4 小结 . 18 参考文献 . 19 2 电子密码锁设计 摘要 随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题逐渐变的尤为突 出，传统的机械锁由于其构造简单，故安全性能不容乐观，同时电子技术的 高速发展使得具有防盗报警等功能的电子密码锁代替密码量少、安全性差的 机械式密码锁已是必然趋势。电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或 是芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。 目前设计密码锁的方法有很多，而用 VHDL 可以更加快速、

3、灵活地设计出符 合各种要求的密码锁，优于其他设计方法。 关键字：家庭防盗 安全 电子密码锁 VHDL 3 1 绪论 1.1 电子密码锁简介 电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作，从而控制机 械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。它的种类很多，有简易的 电路产品，也有基于芯片的性价比较高的产品。现在应用较广的电子密码锁 是以芯片为核心， 通过编程来实现的。 其性能和安全性已大大超过了机械锁。 其特点如下：保密性好，编码量多，远远大于弹子锁，随机开锁成功率几乎 为零；密码可变，用户可以随时更改密码，防止密码被盗，同时也可以避免 因 人员的更替而使锁的密级下降；误码输入保护，当输

4、入密码多次错误时， 报警系统自动启动；无活动零件，不会磨损，寿命长；使用灵活性好，不像 机械锁必须佩带钥匙才能开锁；电子密码锁操作简单易行，一学即会。 1.2 电子密码锁的国内外研究现状和发展趋势 随着生活水平的提高和安全意识的加强，人们对安全的要求也就越来越 高。锁自古以来就是把守护门的铁将军，人们对它要求甚高，既要安全可靠 的防盗，又要使用方便，这也是制锁者长期以来研制的主题。随着电子技术 的发展，各类电子产品应运而生，电子密码锁就是其中之一。据有关资料介 绍，电子密码锁的研究从 20 世纪 30 年代就开始了，在一些特殊场所早就有 所应用。 这种锁是通过键盘输入一组密码完成开锁过程。 研

5、究这种锁的初衷， 就是为提高锁的安全性。由于电子锁的密钥量（密码量）极大，可以与机械 锁配合使用，并且可以避免因钥匙被仿制而留下安全隐患。电子锁只需记住 一组密码，无需携带金属钥匙，免除了人们携带金属钥匙的烦恼，而被越来 越多的人所欣赏。电子锁的种类繁多，例如数码锁，指纹锁，磁卡锁，IC 卡 锁，生物锁等。但较实用的还是按键式电子密码锁。20 世纪 80 年代后，随 着电子锁专用集成电路的出现， 电子锁的体积缩小， 可靠性提高， 成本较高， 是适合使用在安全性要求较高的场合，且需要有电源提供能量，使用还局限 在一定范围，难以普及，所以对它的研究一直没有明显进展。目前，在西方 发达国家，电子密码

6、锁技术相对先进，种类齐全，电子密码锁已被广泛应用 于智能门禁系统中，通过多种更加安全，更加可靠的技术实现大门的管理。 在我国电子锁整体水平尚处于国际上 70 年代左右，电子密码锁的成本还很 高，市场上仍以按键电子锁为主，按键式和卡片钥匙式电子锁已引进国际先 进水平，现国内有几个厂生产供应市场。但国内自行研制开发的电子锁，其 4 市场结构尚未形成，应用还不广泛。国内的不少企业也引进了世界上先进的 技术，发展前景非常可观。希望通过不断的努力，使电子密码锁在我国也能 得到广泛应用。目前使用的电子密码锁大部分是基于单片机技术，以单片机 为主要器件，其编码器与解码器的生成为软件方式。在实际应用中，由于程 序容易跑飞，系统的可靠性能较差。基于现场可编程逻辑门阵列 FPGA 器件 的电子密码锁，用 FPGA 器件构造系统，所有算法完全由硬件电路来实现， 使得系统的工作可靠性大为提高。由于 FPGA 具有现场可编程功能，当设计 需要更改时，只需更改 FPGA 中的控制和接口电路，利用 EDA 工具将更新 后的设计下载到 FPGA 中即可，无需更改外部电路的设计，大大提高了设计 的效率。 1.3 E