【正文】 //按鍵1 pin_85 two1, //按鍵2 pin_86 three1, //按鍵3 pin_87 four1, //按鍵4 pin_88 change, //功能選擇鍵pin_89 yes, //確認(rèn)按鍵pin_90 resetb, //重輸按鍵pin_91 seg, //數(shù)碼管段選【7:0】 dig //數(shù)碼管位選【3:0】)。也對我們專業(yè)動手實(shí)踐的興趣提高了很多。 設(shè)計是理論知識與實(shí)踐的完美結(jié)合，對于現(xiàn)代大學(xué)生的實(shí)踐能力是個很好的培養(yǎng)。b1011。b1000,nine=439。b0100,five=439。密碼顯示采用的是記錄密碼的寄存器的數(shù)據(jù)，顯示掃描的掃描時間設(shè)置為1ms左右，這樣顯示不會出現(xiàn)閃爍或者殘影。 密碼的記錄與比較程序設(shè)定了一個寄存器用來記錄輸入的密碼。其中主要包括：輸出控制部分、警報計時部分、鎖打開后的計時部分、比較密碼部分、記錄密碼部分和記錄錯誤次數(shù)的部分 密碼的輸入本次密碼鎖的密碼輸入采用FPGA芯片上的8位單個按鍵,考慮到按鍵數(shù)目不夠，采用了一位按鍵作為功能轉(zhuǎn)換按鍵；即前5位按鍵輸入0~4，同時按下功能轉(zhuǎn)換按鍵時，按鍵0~4即轉(zhuǎn)換為按鍵5~9，這就彌補(bǔ)了按鍵數(shù)目的不足。格雷編碼時，相鄰狀態(tài)每次只有一個比特位產(chǎn)生變化，這樣減少了瞬變的次數(shù)，也減少了產(chǎn)生毛刺和一些狀態(tài)的可能。其原理如下兩圖： 設(shè)計流程本次密碼鎖的設(shè)計，有限狀態(tài)機(jī)應(yīng)該包括以下狀態(tài)：密碼為輸入前的等待狀態(tài)、輸入密碼時的等待狀態(tài)、輸入密碼正確時的通過狀態(tài)、輸入密碼錯誤時的警報狀態(tài)。寄存器用于存儲狀態(tài)，組合電路用于狀態(tài)譯碼和產(chǎn)生輸出信號。顯示字符共陰極段選碼共陽極段選碼顯示字符共陰極段選碼共陽極段選碼 0 3FH C0H C 39H C6H 1 06H F9H D 5EH A1H 2 5BH A4H E 79H 86H 3 4FH B0H B 7CH 83H 4 66H 99H F 71H 8EH 5 6DH 92H P 73H 8CH 6 7DH 82H U 3EH C1H 7 07H F8H L 31H CEH 8 7FH 80H Y 6EH 91H 9 6FH 90H ┊ ┊┊ A 77H 88H LED顯示塊功能表三、芯片主控設(shè)計 FPGA有限狀態(tài)機(jī)本設(shè)計是通過FPGA有限狀態(tài)機(jī)來實(shí)現(xiàn)，設(shè)計有限狀態(tài)機(jī)最開始的工作時要確定電路，包括哪些狀態(tài)，比如某個電路包括四個狀態(tài)，S0,S1,S2,S3。只要將一個8位并行輸出與顯示塊的發(fā)光二極管引腳相連即可。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中通常使用的是7段LED，本設(shè)計將采用共陽極。最后兩位按鍵設(shè)定為確認(rèn)輸入按鍵和復(fù)位按鍵。每個邏輯單元則由一個4 輸入查找 表（LUT）、一個可編程觸發(fā)器、快速進(jìn)位鏈、級連鏈組成，多個LAB 和多個EAB 則可通過快速通道互相連接[3]。門開后可通過鎖門按鈕關(guān)門，門關(guān)上后要再次輸入密碼才能開門。在輸入密碼的過程中，當(dāng)用戶鍵入錯誤密碼時，報警燈紅燈亮?；谏鲜霰容^以上兩種方案，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求，采用方案二。 方案二：設(shè)計一種基于FPGA的電子密碼鎖的設(shè)計，用FPGA設(shè)計的系統(tǒng)已經(jīng)是現(xiàn)代生活中經(jīng)常用到的工具之一，通過鍵盤輸入密碼，用FPGA作為主控芯片，用數(shù)碼管顯示輸入的數(shù)字，如果出現(xiàn)錯誤便通過報警電路發(fā)出報警，主控芯片又可分為按鍵處理部分、控制部分和譯碼顯示部分用電子密碼鎖代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械式密碼鎖。本設(shè)計是由FPGA可編程邏輯器件編程實(shí)現(xiàn)的控制電路，具體有按鍵指示、輸入錯誤提示、密碼有效指示、控制開鎖、控制報警等功能。而且由于硬件可升級，還可隨時增加密碼位數(shù)或增加新的功能，使得密碼鎖有更高的安全性、可靠性和方便性。在實(shí)際應(yīng)用中, 由于程序容易跑飛, 系統(tǒng)的可靠性能較差。它早已超越了單純的門道及鑰匙管理，逐漸發(fā)展成為一套完整的出入管理系統(tǒng)。這幾個國家的密碼鎖識別的密碼更復(fù)雜，并且綜合性比較好，已經(jīng)進(jìn)入了成熟期，出現(xiàn)了感應(yīng)卡式密碼鎖，指紋式密碼鎖，虹膜密碼鎖，面部識別密碼鎖，序列混亂的鍵盤密碼鎖等各種技術(shù)的系統(tǒng)，它們在安全性，方便性，易管理性等方面都各有特長，新型的電子密碼鎖系統(tǒng)的應(yīng)用也越來越廣。在安防工程中，鎖具產(chǎn)品是關(guān)系到整個系統(tǒng)安全性的重要設(shè)備，所以鎖具產(chǎn)品的優(yōu)劣也關(guān)系了整個安防工程的質(zhì)量和驗收。我國密碼鎖具行業(yè)對密碼鎖具高新技術(shù)的投入正逐年增大，高檔密碼鎖的市場需求也逐年增加。在國外，美國、日本、德國的電子密碼鎖保密性較好，并結(jié)合感應(yīng)卡技術(shù)，生物識別技術(shù)，使電子密碼鎖系統(tǒng)得到了飛躍式的發(fā)展。在數(shù)字技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，電子密碼鎖技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。 目前使用的電子密碼鎖大部分是基于單片機(jī)技術(shù), 以單片機(jī)為主要器件, 其編碼器與解碼器的生成為軟件方式。由于采用的是可編程邏輯器件FPGA，使得系統(tǒng)有相當(dāng)大的靈活性，隨時可以進(jìn)行硬件升級、擴(kuò)展，而且系統(tǒng)設(shè)計完善以后還可以將主控的FPGA固化成一片ASIC，那么這塊ASIC就可以作為專用的數(shù)字密碼鎖芯片。除此之外，程序還要完成基本的密碼開鎖功能，并通過揚(yáng)聲器長時間鳴叫報警。 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案的論證比較方案一 ：采樣臺灣凌陽科技有限公司推出的以凌陽自主研發(fā)的SPCE061A芯片為主控芯片，用一條下載線連接到計算機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)在線仿真、在線調(diào)試、在線下載，低廉的價格保證了系統(tǒng)可靠開發(fā)；此外，61板具有SOC概念、DSP功能和語音特色，為電子密碼鎖的語音報警提供了方便，但是基于單片機(jī)設(shè)計的密碼鎖外圍電路比較復(fù)雜，系統(tǒng)可靠性差，密碼的數(shù)量少，尤其是系統(tǒng)的程序不夠穩(wěn)定，功率較大，需要專門的電源供電，所以不采用這個方案。方案的論證比較 在實(shí)際應(yīng)用中, 由于程序容易跑飛, 系統(tǒng)的可靠性能較差，而基于FPGA設(shè)計的電子密碼鎖克服了基于單片機(jī)設(shè)計密碼鎖的缺點(diǎn)。密碼長度為四位，并且固化在鎖內(nèi)，輸入正確密碼后，按確認(rèn)鍵即可開門，本系統(tǒng)設(shè)置為綠燈亮。即上電后，按確認(rèn)鍵即可開門。Cyclone IV系列是當(dāng)今Altera CPLD 中應(yīng) 用前景最好的器件系列之一，該系列的FPGA 由邏輯陣列塊LAB（Logic array block）、 嵌入式陣列塊EAB（embedded array block）、快速互聯(lián)以及IO 單元構(gòu)成，每個邏輯陣列塊 包含8 個邏輯單元LE（logic element）和一個局部互聯(lián)?？紤]到按鍵數(shù)目不夠，采用了一位按鍵作為功能轉(zhuǎn)換按鍵；即前5位按鍵輸入0~4，同時按下功能轉(zhuǎn)換按鍵時，按鍵0~4即轉(zhuǎn)換為按鍵5~9，這就彌補(bǔ)了按鍵數(shù)目的不足。： 顯示模塊LED顯示塊是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件。7段顯示塊與FPGA接口非常容易。共陽極與共陰極的段選碼互為補(bǔ)數(shù)。FSM Encoding Style 主要有： Binary Encoding One Hot Encod