基于eda技術(shù)的電子密碼鎖的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-12-22 20:37 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 統(tǒng)時(shí)鐘脈沖（它是系統(tǒng)內(nèi)部所有時(shí)鐘脈沖的源頭，且其頻率最高）、彈跳消除取樣信號(hào)、鍵盤掃描信號(hào)。 當(dāng)一個(gè) 系統(tǒng)中需使用多種操作頻率的脈沖波形時(shí)，最方便的方法之一就是利用一 計(jì)數(shù)器來(lái)產(chǎn)生各種需要的頻率。也就是先建立一個(gè) N 位計(jì)數(shù)器， N 的大小根據(jù)電路的需求決定， N 的值越大，電路可以分頻的次數(shù)就越多，這樣就可以獲得更大的頻率變化，以便提供多種不同頻率的時(shí)鐘信號(hào)。若輸入時(shí)鐘為 CLK， N位 計(jì)數(shù)器的輸出為 Q[N1..0]，則 Q(0)為 CLK 的 2 分頻脈沖信號(hào)， Q(1)為 CLK的 4 分頻脈沖信號(hào)， Q(2)為 CLK 的 8 分頻脈沖信號(hào) ?? Q(N1)為 CLK 的 2N分頻脈沖信號(hào)； Q(5 DOWNTO 4)取得的是一個(gè)脈沖波形序列，其值依 00－ 01－ 10－ 11－ 00－ 01 周期性變化，其變化頻率為 CLK 的 32 分頻。我們利用以上規(guī)律即可得到各種我們所需要頻率的信號(hào)或信號(hào)序列。 SIGNAL CLK: STD_LOGIC 。 電路工作時(shí)鐘脈沖 SIGNAL C_KEYBOARD: STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0)。 鍵掃信號(hào) “ 00011011” 寄存器 SIGNAL C_DEBOUNCE: STD_LOGIC 。 去抖時(shí)鐘信號(hào) 2．鍵盤掃描電路 掃描電路的作用是用來(lái)提供鍵盤掃描信號(hào)的，掃描信號(hào)變化的順序依次為1110－ 1101－ 1011－ 0111－ 1110?? 依序的周而復(fù)始。掃描時(shí)依序分別掃描四列按鍵，當(dāng)掃描信號(hào)為 1110 時(shí)掃描 KY3 這一排按鍵；當(dāng)掃描信號(hào)為 1101 室，掃描 KY2 這一排按鍵；當(dāng)掃描信號(hào)為 1011 時(shí)，掃描 KY1 這一排按鍵；當(dāng)掃描信號(hào) 為 0111 時(shí)，掃描 KY0 這一排按鍵。每掃描一排按鍵就檢查一次是否有鍵被按下，如果這排沒(méi)有按鍵被按下就忽略，反之，如果出現(xiàn)被按下的鍵則立刻進(jìn)行按鍵編碼的動(dòng)作，且將編碼的結(jié)果儲(chǔ)存于寄存器中。 掃描信號(hào)發(fā)生器 COUNTER : BLOCK IS SIGNAL Q: STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0)。 SIGNAL SEL: STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0)。 1110110110110111 BEGIN PROCESS (CLK_1K) IS BEGIN IF CLK_1K39。EVENT AND CLK_1K =39。139。 THEN Q = Q+1。 END IF。 C_DEBOUNCE = Q(2) 。 去抖時(shí)鐘信號(hào) , 大約 125 Hz C_KEYBOARD = Q(6 DOWNTO 5) 。 產(chǎn)生鍵掃信號(hào) ***“00011011”, 大約 16 Hz C_DEBOUNCE = Q(1) 。 仿真時(shí)用 C_KEYBOARD = Q(5 DOWNTO 4) 。 仿真時(shí)用 CLK = Q(0) 。 END PROCESS。 3．彈跳消除電路 由于設(shè)計(jì)采用的矩陣式鍵盤是機(jī)械開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)，因此在開(kāi)關(guān)切換的瞬間會(huì)在接觸點(diǎn)出現(xiàn)信號(hào)來(lái)回彈跳的現(xiàn)象，對(duì)于電子密碼鎖這種靈敏度較高的電路這種彈跳將很可能會(huì)造成誤動(dòng)作輸入，從而影響到密碼鎖操作的正確性。 彈跳現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是，雖然每次只是按下按鍵一次然后放掉，然而實(shí)際產(chǎn)生的按鍵信號(hào)卻不知跳動(dòng)一次，經(jīng)過(guò)取樣信號(hào)的檢查后，將會(huì)造成誤判斷，以為鍵盤按了兩 次。 圖 彈跳現(xiàn)象產(chǎn)生錯(cuò)誤的抽樣結(jié)果 如果調(diào)整抽樣頻率，彈跳現(xiàn)象就可以獲得改善。 圖 調(diào)整抽樣頻率后得到的抽樣結(jié)果 因此必須加上彈跳消除電路，避免誤操作信號(hào)的發(fā)生。特別要注意的是，彈跳消除電路所使用的脈沖信號(hào)的頻率必須比其他電路使用的脈沖信號(hào)的頻率更高；通常將掃描電路的工作頻率定在 24Hz 左右，而將彈跳消除電路的工作頻率定在 128Hz 左右，其工作頻率通常是前者的 4 倍或者更高。 DEBOUNUING : BLOCK IS BEGIN U1: DEBOUNCING PORT MAP (D_IN = KEY_IN(0) , D_OUT = C(0), CLK = C_DEBOUNCE)。 U2: DEBOUNCING PORT MAP (D_IN = KEY_IN(1) , D_OUT = C(1), CLK = C_DEBOUNCE)。 U3: DEBOUNCING PORT MAP (D_IN = KEY_IN(2) , D_OUT = C(2), CLK = C_DEBOUNCE )。 密碼鎖控制電路 控制鎖的控制電路是整個(gè)電路的控制中心，主要 完成對(duì)數(shù)字按鍵輸入和功能按鍵輸入的相應(yīng)控制。 1．?dāng)?shù)字按鍵輸入的響應(yīng)控制 （ 1）如果按下數(shù)字鍵，第一個(gè)數(shù)字會(huì)從顯示其的最右端開(kāi)始顯示，此后每新按一個(gè)數(shù)字時(shí)，顯示器上的數(shù)字必須左移一格，以便將新的數(shù)字顯示出來(lái)。 （ 2）假如要更改輸入的數(shù)字，可以按倒退按鍵來(lái)清除前一個(gè)輸入的數(shù)字，或者按清除鍵清除所有出入的數(shù)字，再重新輸入四位數(shù)。 （ 3）當(dāng)輸入的數(shù)字鍵超過(guò)預(yù)設(shè)位數(shù)時(shí)，電路不予理會(huì)，而且不再顯示以后的數(shù)字。 （ 1）清除鍵：清除所有的輸入數(shù)字，即作歸零動(dòng)作。 （ 2）激活電鎖鍵：按下此鍵時(shí)可 將密碼鎖的門上鎖。 （ 3）解除電鎖鍵：按下此鍵會(huì)檢查輸入的密碼是否正確，若
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