基于eda技術(shù)的電子密碼鎖的設(shè)計(jì)-資料下載頁
2024-11-16 20:37本頁面
【導(dǎo)讀】全性差的機(jī)械式密碼鎖已是必然趨勢。電子密碼鎖與普通機(jī)械鎖相比，具有許多。解碼器的生成為軟件方式。在實(shí)際應(yīng)用中，由于程序容易跑飛，系統(tǒng)的可靠性能。用FPGA器件構(gòu)造系統(tǒng)，所有算法完全由硬件電路來實(shí)現(xiàn)，使得系統(tǒng)的。工作可靠性大為提高。由于FPGA具有現(xiàn)場可編程功能，當(dāng)設(shè)計(jì)需要更改時(shí)，只。中即可，無需更改外部電路的設(shè)計(jì)，大大提高了設(shè)計(jì)的效率。開發(fā)的數(shù)字系統(tǒng)，不僅具有很高的工作可靠性，而且升級也極其方便。種電子密碼鎖，并通過一片F(xiàn)PGA芯片實(shí)現(xiàn)。鎖自古以來就是把守護(hù)門的鐵將軍，人們對它要求甚高，既要安全可靠的防盜，又要使用方便，這也是制鎖者長期以來研制的主題。電子產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生，電子密碼鎖就是其中之一。據(jù)有關(guān)資料介紹，電子密碼鎖的。下限NTL的選擇應(yīng)使密碼落在隨機(jī)開鎖可能成功的操作時(shí)區(qū)以外。碼的實(shí)驗(yàn)都是隨機(jī)的，若要使P=1/NT趨近于0，必須采取誤碼輸入的保護(hù)措施。
【正文】 。 圖 七段數(shù)碼管電路圖 BCD 七段譯碼器的輸入時(shí)一位 BCD 碼（以 D、 C、 B、 A 表示），輸出是數(shù)碼管各段的驅(qū)動信號（以 Fa~Fg 表示），也稱 4——7 譯碼器。若用它驅(qū)動共陰極LED 數(shù)碼管，則輸出應(yīng)為高有效，即輸出高 1 時(shí)，相應(yīng)顯示段發(fā)光。例如，當(dāng)輸入 8421 碼 DCBA=0100 時(shí)，應(yīng)顯示 4，即要求同時(shí)點(diǎn)亮 b、 c、 f、 g 段，熄滅a、 d、 e 段，故譯碼器的輸出應(yīng)為 Fa~Fg=0110011，這也是一組代碼，常稱為段碼。同理，根據(jù)組成 0~9 這 10 個(gè)字形的要求可以列出 8421BCD 七段譯碼器的真值表，見表 。 表 七段譯碼器真值表 主要程序設(shè)計(jì)如下： CASE DATA_BCD IS WHEN 0000 =DOUT7= 0111111。 WHEN 0001 =DOUT7= 0000110。 WHEN 0010 =DOUT7= 1011011。 WHEN 0011 =DOUT7= 1001111。 WHEN 0100 =DOUT7= 1100110。 WHEN 0101 =DOUT7= 1101101。 WHEN 0110 =DOUT7= 1111101。 WHEN 0111 =DOUT7= 0000111。 WHEN 1000 =DOUT7= 1111111。 WHEN 1001 =DOUT7= 1101111。 WHEN OTHERS =DOUT7= 0000000。 譯碼顯示的實(shí)現(xiàn) 生成電路符號圖 ： dat a_bc d[ 3. .0] dout 7[ 6. .0]ymins t 圖 譯碼顯示電路符號圖 模塊外部信號端口： data_bcd：密碼信號輸入端口，提供密碼信號輸入。 dout7：密碼鎖狀態(tài)信號顯示燈，提供狀態(tài)顯示信號。 電子密碼鎖的設(shè)計(jì)流程 使用 QuartusⅡ進(jìn)行電子密碼鎖設(shè)計(jì)的流程為 （ 1） 編寫 VHDL 程序 (使 用 Text Editor)（見附錄） ； （ 2） 編譯 VHDL 程序 (使用 Compiler)； （ 3） 仿真驗(yàn)證 VHDL程序 (使用 Waveform Editor， Simulator)； （ 4） 進(jìn)行芯片的時(shí)序分析 (使用 Timing Analyzer)； （ 5） 安排芯片管腳位置 (使用 Floorplan Editor)； （ 6） 下載程序至芯片 (使用 Programmer)。 系統(tǒng)的有關(guān)編譯與仿真 本節(jié)主要是闡述設(shè)計(jì)在 Quartus 軟件中實(shí)現(xiàn)編譯與仿真。 在 Quartus 在輸入源程序后，我們需 要建立一個(gè)工程，在工程中我們要把設(shè)計(jì)文件加入工程中；然后選擇仿真器和綜合器類型值得注意 的是如果選擇默認(rèn)的“ NONE” ,表示選擇 Quartus II 軟件中自帶的仿真器和綜合器，結(jié)合自己的設(shè)計(jì)，在此我選擇默認(rèn)項(xiàng)“ NONE”；最后選擇目標(biāo)芯片。在“ Family”欄選擇芯片系列，在此我選擇“ Cyclone”系列再選擇此系列的具體芯片 EP2C35F484C6。 工程建立以后，可以進(jìn)行源程序的編譯。 選擇“ Processing” Start Compilation,啟動全程編譯。編譯后產(chǎn)生的報(bào)告如下所示： 圖 編 譯后產(chǎn)生的統(tǒng)計(jì)報(bào)告 編譯成功后，就可以進(jìn)行波形的仿真。 防抖模塊的仿真 圖 為鍵盤輸入防抖電路的仿真結(jié)果圖，圖中的輸出信號 N， ACC， REG是為了便于仿真時(shí)觀察中間結(jié)果而增加的觀測點(diǎn)的輸出，調(diào)試好后程序中的相應(yīng)語句應(yīng)注釋掉。由圖上可以看出，原來的彈跳現(xiàn)象經(jīng)過鍵盤輸入防抖電路處理后已經(jīng)清除了，必須連續(xù)兩次取樣檢測到信號才會有反應(yīng)，否則電路將其視為噪聲，不予理會。 圖 鍵盤輸入防抖電路的仿真結(jié)果圖 由圖中可以看出，鍵盤掃描出的信號彈跳現(xiàn)象得到改 善。 密碼鎖輸入電路的仿真 圖 為密碼鎖輸入電路的仿真結(jié)果圖，圖中的輸出信號 CLK_SCAN，C_DEBOUNCE 是為便于仿真時(shí)觀察中間結(jié)果而增加的觀測點(diǎn)的輸出，調(diào)試好后程序中的相應(yīng)語句應(yīng)注釋掉。 圖 密碼鎖輸入電路仿真結(jié)果圖 輸入信號 KEY_IN[2..0]依序依 011－ 101－ 110－ 011－ 101 的順序周期性循環(huán)，對鍵盤進(jìn)行掃描。如有按鍵發(fā)生，鍵盤掃描輸出信號 CLK_SCAN 做出反應(yīng)。 密碼鎖控制電路的仿真 圖 和 圖 分別是兩個(gè)密碼鎖控制電路仿真結(jié)果圖。 圖 密碼鎖控制電路仿真結(jié)果圖 (一 ) 圖 的仿真過程為先輸入上鎖密碼 “1234” ，再按下上鎖鍵激活電鎖接著輸入萬能解鎖密碼 “8888” ，最后按下解鎖鍵解鎖。 圖 密碼鎖控制電路仿真結(jié)果圖 (二 ) 圖 的仿真過程為先輸入上鎖密碼“ 1234”，再按下上鎖鍵激活電鎖，接著輸入解鎖密碼“ 1234”；最后按下解鎖鍵解鎖。從仿真圖上可以看出，密碼控制電路的設(shè)計(jì)是正確的。 通過波形仿真來驗(yàn)證是否完成了相應(yīng)的模塊功能，如果出現(xiàn)問題要進(jìn)行相應(yīng)的修改。進(jìn)行完波形仿真，就可以通過 中的模 塊編輯器來建立相應(yīng)的功能模塊，將前面各個(gè)設(shè)計(jì)好的功能模塊進(jìn)行整合，可得到一個(gè)完整的電子密碼鎖系統(tǒng)的整體組裝設(shè)計(jì)原理圖。（圖 ） 圖 密碼鎖的整體組裝設(shè)計(jì)原理圖
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