【正文】 由于我的學(xué)術(shù)水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請(qǐng)各位老師和同學(xué)批評(píng)指正！附錄 整體電路圖1234ABCD4321D C B AA02A13A24A35A46A57A68A79B018B117B216B315B414B513B612B711E19DIR1U1 74LS2451234567a b c d e f g8dp9GNDa bf cg de dp1234567a b c d e f g8dp9GNDa bf cg de dp1234567a b c d e f g8dp9GNDa bf cg de dp1234567a b c d e f g8dp9GNDa bf cg de dpQ1PNPQ2PNPQ3PNPQ4PNP12U1AENLOCK12U1A34U1BR1 2KVT1VD1R110KC1+5VK1D2A12U2A34U2B56U2C89U2DR210KVD2R5 200K C1220uF+5VR3 100KC2 R4100KVT2ICVT3+5VVCGND1234567812345678 EPM7128E11 2233 4455 6677 8899 10101111 12121313 14141515 I/OI/OI/OI/OI/OI/OI/O2323242425252626272728282929303031 312 3233 3334 3435 3536 3637 3738 3839 3940 4041 41OEI/CN 42OEI/CN CLK/CN 44CLK/CN 464647474848494950505151525253535454555556565757585859596060J? 34PIN91011129101112AAS0S2S4S5S1S3 S7S6S8S11S9S12S13S15S10 S14IOA7IOA6 IOA4IOA3IOA2IOA1IOA5 IOA0A0A1A2A3A4A5A6A7BB。本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻(xiàn)，如果沒有各位學(xué)者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫作。此外，在校圖書館查找資料的時(shí)候，圖書館的老師也給我提供了很多方面的支持與幫助。CPLD :西安電子科技大學(xué)出版社，1999[6]黃正瑾，徐堅(jiān)， :電子工業(yè)出版社，2022[7]徐志軍，:電子工業(yè)出版社，2022[8]洪志金，:電子工業(yè)出版社，:125[9] Jan Axelson :中國電力出版社，2022[10] 語言程序設(shè)計(jì)及應(yīng)用，北京:北京郵電大學(xué)出版社，2022[11] Uwe Miyer Baese 著數(shù)字信號(hào)處理的 FPGA :清華大學(xué)[12]盧毅等，(VHDL 與數(shù)字電路設(shè)計(jì)》 ，科學(xué)出版社，20220[13]邊計(jì)年等，(VHDL 設(shè)計(jì)電子線路》 ，清華大學(xué)出版社，2022致 謝歷時(shí)將近兩個(gè)月的時(shí)間終于將這篇論文寫完，在論文的寫作過程中遇到了無數(shù)的困難和障礙，但都在同學(xué)和老師的幫助下度過了這些艱難的日子。經(jīng)過這次設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多以前沒學(xué)過的知識(shí)，也更加深入熟悉了所學(xué)的知識(shí)。此 4 位數(shù)字電子數(shù)碼鎖具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1） “ n”按鍵負(fù)責(zé)開啟七段顯示器，顯示為“0000” ；（2） “ f”按鍵負(fù)責(zé)熄滅七段顯示器；（3） “ c”為總控鍵，按鍵執(zhí)行上鎖或開鎖的功能；（4） “ a”按鍵管理員解除報(bào)警；（5） “*” 按鍵負(fù)責(zé)執(zhí)行“密碼設(shè)置”及“清除”功能；（6） “” 按鍵負(fù)責(zé)執(zhí)行“解除密碼”及“清除”功能；（7） 開鎖三次錯(cuò)誤，進(jìn)行報(bào)警，并由管理員解除報(bào)警。 整體電路圖圖 是數(shù)字密碼鎖電路原理圖設(shè)計(jì)，鍵盤接口電路，電子數(shù)碼鎖控制電路，電路都由芯片集成，通過 VHDL 語言編程控制。 C3 是由 R5 高電荷對(duì)另一個(gè) RF7 輸出進(jìn)行充電，約有 100 秒的延遲之后，F(xiàn)5翻轉(zhuǎn)輸出低電平，迫使 F4 鍵輸出高，F(xiàn)7 鍵輸出為低電平， VT2 截止報(bào)警結(jié)束。圖 報(bào) 警 電 路 圖圖 開 鎖 電 路圖 單穩(wěn)態(tài)報(bào)警電路，包括 F4F7，其中 F5 鍵，R3 和 C3 為 100 秒延時(shí)電路，F(xiàn)6 的反饋?zhàn)枣i電路。當(dāng) ENLOCK 為“0”，可以從圖 中看出，VT1 導(dǎo)通，K1 吸合，連接到電源閥，打開電子鎖，解鎖時(shí) ENLOCK 為 “1”，VT1 截止，K1 不吸合，電源閥恢復(fù)，電子鎖關(guān)閉。 ENLOCK 為“0”，電子鎖解鎖。圖 共陰極七段顯示器示意圖例如，七段顯示器點(diǎn)亮，并顯示其中之一， “5”的數(shù)字符號(hào)，于是輸入七段顯示代碼是 1101101，這個(gè)碼字每個(gè)位的相應(yīng)位置圖 所示，為了gfedeba，表 是一個(gè)十六進(jìn)制對(duì)應(yīng)的共陰極七段顯示代碼轉(zhuǎn)換表。目的是把 BCD 碼轉(zhuǎn)換成七段顯示的數(shù)字。功能鍵規(guī)劃完后，接著就進(jìn)行控制電路的電路設(shè)計(jì)和數(shù)字密碼鎖源程序設(shè)計(jì)。數(shù)碼鎖的各個(gè)按鍵負(fù)責(zé)如下，其中“”鍵有兩種功能。(8)系統(tǒng)報(bào)警: 經(jīng)過三次未能成功解鎖后，第四次解鎖，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警。(6)解鎖鍵:當(dāng)檢查輸入密碼正確時(shí)就會(huì)開門。要更改密碼，需要輸入舊密碼，檢查有權(quán)后即可更改新密碼。(3)解除報(bào)警: 管理員按下此按鍵即可解除報(bào)警。圖 數(shù)字鍵時(shí)序仿真圖 功能按鍵輸入部分此 4 位數(shù)字密碼鎖應(yīng)具有以下功能:(1)清除: 做清零的動(dòng)作，即清除所有鍵入的數(shù)字。 圖 功能鍵仿真圖(2)按清除鍵清除所有已輸入的數(shù)字，然后就可更改已經(jīng)輸入的數(shù)字，最后就可以重新輸入四位密碼。 鍵盤輸入電路的整體的仿真表 鍵盤參數(shù)表掃描位值 KY3KY0 鍵盤輸出KX3KX0對(duì)應(yīng)按鍵鍵盤譯碼電路輸出 按鍵功能0111 1 N=0001 數(shù)碼輸入1011 2 N=0010 數(shù)碼輸入1101 3 N=0011 數(shù)碼輸入11101110 N F=0101 開啟顯示器0111 4 N=0100 數(shù)碼輸入1011 5 N=0101 數(shù)碼輸入1101 6 N=0110 數(shù)碼輸入11011110 c F=0110 總控鍵0111 7 N=0111 數(shù)碼輸入1011 8 N=1000 數(shù)碼輸入1101 9 N=1001 數(shù)碼輸入10111110 a F=0011 解除報(bào)警0111 0111 * F=0100 消除及設(shè)置1011 0 N=0000 數(shù)碼輸入1101 F=0001 消除及解碼1110 f F=0010 關(guān)閉顯示器 控制電路的設(shè)計(jì)數(shù)字密碼鎖控制電路的設(shè)計(jì)是整個(gè)電路的中心環(huán)節(jié)，這里會(huì)有詳細(xì)的論述。PIPO 移位寄存器輸入的數(shù)據(jù)是整組一起進(jìn)來，輸出是一整組被一起輸出。PISO 移位寄存器輸入的數(shù)據(jù)是整組一起進(jìn)來，輸出是一個(gè)接一個(gè)順序輸出。 SIPO 移位寄存器輸入的數(shù)據(jù)是一個(gè)接一個(gè)按照順序進(jìn)來，輸出則是一起被送出去。所講的 SISO 移位寄存圖 鍵 盤 譯 碼 電 路 時(shí) 序 仿 真 圖器即數(shù)據(jù)是一個(gè)接著一個(gè)按順序進(jìn)來，輸出采用先進(jìn)先出的次序，輸出也是后進(jìn)后出，一個(gè)接一個(gè)。 按鍵存儲(chǔ)電路鍵盤電路在每次掃描的時(shí)候?qū)a(chǎn)生一個(gè)新的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，這會(huì)覆蓋以前的數(shù)據(jù)，所以你需要一個(gè)內(nèi)存數(shù)據(jù)電路，來寫下記憶電路，以便把鍵盤上的按鍵掃描數(shù)據(jù)，用移位寄存器電路存儲(chǔ)結(jié)果。數(shù)字鍵主要用于輸入數(shù)字，但可以發(fā)現(xiàn)（在表 中）鍵盤產(chǎn)生的（KX3KX0）生成輸出。表 SR 組態(tài)圖 彈跳電路時(shí)序仿真圖 鍵盤譯碼電路鍵盤上方的按鈕，可以分為數(shù)字鍵和文字鍵，每個(gè)按鍵都有其相應(yīng)的職能，清除密碼，切換，設(shè)置一個(gè)新密碼，清除密碼，解鎖，開鎖，上鎖等。 S R DLY_OUT0 0 不變1 0 10 1 0該電路的基礎(chǔ)上，可以耦合一個(gè)微分電路，讓各關(guān)鍵反應(yīng)的時(shí)間長度保持在脈沖波形的時(shí)間長度。表示信號(hào) KEY 進(jìn)行采樣兩次，0鍵被釋放，所以確定按鍵已穩(wěn)定。說明信號(hào) KEY 進(jìn)行采樣兩次，所以確定了穩(wěn)定的按鈕。(3) 上述 R5 連接到 AND_NOT 后，RS 觸發(fā)器的狀態(tài)如表 所示。采樣信號(hào) CLK 頻率為 8ms，即可采樣 6 次。KYE 信號(hào)通過兩個(gè) D 觸發(fā)器的延遲，然后再經(jīng) RS 觸發(fā)器處理。圖 顯示了彈跳消除電路。這里指出，反彈較高的脈沖頻率應(yīng)該比其他任何脈沖信號(hào)電路的頻率更高。圖 彈跳現(xiàn)象產(chǎn)生錯(cuò)誤后的抽樣結(jié)果圖 調(diào)整抽樣頻率后得到的抽樣結(jié)果 如果采樣頻率被調(diào)整（圖 ） ，我們可以發(fā)現(xiàn)反彈的現(xiàn)象已大大改善。對(duì)通用電器并沒有太大的影響，但高靈敏度的電路可能會(huì)因?yàn)檫@種跳躍現(xiàn)象而導(dǎo)致故障，影響其準(zhǔn)確性。相反，如果一個(gè)按鍵被按下就立即編碼鍵盤操作動(dòng)作，編碼的結(jié)果存儲(chǔ)在寄存器中。當(dāng)掃描信號(hào)是 0111 掃描 KY0 此行的鍵。當(dāng)掃描信號(hào)是1101 掃描 KY2 此行的鍵。 圖 計(jì)數(shù)器時(shí)序仿真圖 鍵盤掃描電路鍵盤掃描信號(hào)（表 KY3KY0）電路起到掃描電路的作用，信號(hào)的掃描順序“11101101101101111110” ，一遍又一遍的掃描，周而復(fù)始?？梢钥闯?，在波形圖 中，q0，q1，q2...得到時(shí)鐘脈沖信號(hào)的1/2，1/4，1/8 的波形的頻率，即時(shí)鐘脈沖信號(hào) CLK 頻率除 2,4,8......因此，我們可以看到可用的信號(hào) N 位計(jì)數(shù)器的頻率除 20 后的結(jié)果。Mentor Graphics 公司及其附屬公司開發(fā)的兩個(gè) VHDL 和 Verilog 仿真器 ：模型 和 Synopsys 所使用 VSS（VHDL 仿真器） 。往往要使用的是VerilogXL， NC 等應(yīng)用于 Verilog 仿真，Leapf 用于 VHDL 仿真，Analog Artist 可用于模擬電路仿真。 N 值越大，除頻次數(shù)相應(yīng)增加，頻率變化的數(shù)量相對(duì)的電路合成也將需要更多的空間。這是一個(gè) N 位計(jì)數(shù)器。 輸入 存儲(chǔ)電路組合電路輸出 時(shí)序邏輯電路的結(jié)構(gòu)圖脈沖波形的電路系統(tǒng)采用三個(gè)不同的工作頻率，分別為：系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖（這是系統(tǒng)時(shí)鐘源，頻率最高的） ，采樣信號(hào)，鍵盤掃描信號(hào)和七段顯示器的反彈消除掃描信號(hào)（使用相同的時(shí)鐘脈沖信號(hào)） 。（2）時(shí)序產(chǎn)生電路簡稱為時(shí)序邏輯電路的時(shí)序電路，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是存儲(chǔ)電路和組合電路組合而成的，通俗地說就是在圖 所示，由觸發(fā)器和邏輯門構(gòu)成。如果 KX3— KX0 列讀值為 1111，表示不按任何按鈕，所以不進(jìn)行編碼的動(dòng)作，相反，如果按下按鈕，KX3KX0 讀取值發(fā)送到編碼解碼器電路。例如，現(xiàn)在 1101 是掃描信號(hào)，則目前正在掃描“4”， “5”， “6”， “C”這四個(gè)按鍵，如果不按按鈕，那么此行的值讀 KX0— KX3 為 1111，否則的話就正好相反。變化的順序是 11101101101101111110。KX3KX2KX1KX0經(jīng)提升電阻至 VCC圖 (b)4*4 矩陣鍵盤的面板設(shè)置每個(gè)鍵盤鍵是一個(gè)開關(guān)電路，按下一個(gè)按鈕時(shí)，按鈕觸點(diǎn)將顯示邏輯 0 狀態(tài)，不按下時(shí)顯示邏輯 1 狀態(tài)。輸入電路圖如圖 (a)所示。數(shù)字密碼鎖的電源是直流 5V，使用原始的時(shí)鐘頻率為 4MHz 的，它具有以下特點(diǎn)：數(shù)字輸入，按下一個(gè)數(shù)字鍵，就輸入一個(gè)數(shù)值顯示輸入值的右側(cè)，并將以前的輸入數(shù)據(jù)向左移動(dòng)一位，留下一個(gè)數(shù)字的位置。控制電路設(shè)計(jì)包括數(shù)字鍵輸入存儲(chǔ)刪除功能；功能鍵包括控制移位寄