【正文】 entity ctrl is port( data_n: in std_logic。 use 。 密碼鎖的控制電路的源程序 library ieee。 end block key_decoder。 flag_f=ff。 data_f=f。 ff=f(0) or f(1) or f(2) or f(3)。 end if。 set when others =f=0000。 back when 111101 =f=0100。 then case z is when 110111 =f=0001。event and clk=39。 end if。 when others =n=1111。 when 110111=n=1000。 when 011101=n=0110。 when 010111=n=0100。 when 001101=n=0010。 then case z is when 000111=n=0000。event and clk=39。c。 key_decoder:block signal z:std_logic_vector(5 downto 0)。 u4: debouncing port map (d_in=key_in(3),d_out=c(3), clk=c_debounce)。 u2: debouncing port map (d_in=key_in(1),d_out=c(1), clk=c_debounce)。 end block counter。 sel=1110 when c_keyboard=0 else 1101 when c_keyboard=1 else 1011 when c_keyboard=2 else 0111 when c_keyboard=3 else 1111。 end process。 clk=q(0)。 c_debounce=q(2)。 then q=q+1。event and clk_1k=39。 signal sel:std_logic_vector(3 downto 0)。 signal sel:std_logic_vector(3 downto 0)。 signal n,f:std_logic_vector(3 downto 0)。 signal c_debounce:std_logic。 signal clk: std_logic。 d_out:out std_logic)。 architecture art of keyinput is ponent debouncing is port(d_in: in std_logic。 控制電路工作時(shí)鐘信號(hào) clk_debounce:out std_logic)。 數(shù)字輸出標(biāo)志 flag_f:out std_logic。 數(shù)字輸出 data_f:out std_logic_vector(3 downto 0)。 按鍵輸入 clk_scan:out std_logic_vector(3 downto 0)。 entity keyinput is port(clk_1k:in std_logic。 use 。 28 密碼鎖的輸入電路的源程序 library ieee。 D_OUT1=NOT Q1。0=Q0。DD1=D1。 END PROCESS。 D1=D0。139。 PROCESS(CLK) BEGIN IF CLK39。 U1: DCFQ PORT MAP(CLK=CLK,CLRN=INV_D,PRN=VCC,D=VCC,Q=Q0)。139。 SIGNAL D1,D0:STD_LOGIC。 SIGNAL VCC,INV_D: STD_LOGIC。 Q:OUT STD_LOGIC)。 END。 DD1,DD0,1,0:OUT STD_LOGIC。 USE 。 LIBRARY IEEE。 END PROCESS。 THEN Q=D。EVENT AND CLK=39。139。039。139。039。139。039。 END。 ENTITY DCFQ IS PORT( CLK,CLRN,PRN,D: IN STD_LOGIC。 USE 。 感謝我的 親人 ，焉得諼草，言樹(shù)之背，養(yǎng)育之 恩，無(wú)以回報(bào)，你們永遠(yuǎn)健康快樂(lè)是我最大的心愿。 沒(méi)關(guān)系，各奔前程，大家珍重。 三 年里，沒(méi)有發(fā)生上大學(xué)前所擔(dān)心的任何不開(kāi)心的事情。 感謝我的 同學(xué)朋友 ，從遙遠(yuǎn)的 南寧 來(lái)到 衡陽(yáng) 這個(gè)陌生的城市里，是你們和我共同維系著彼此之間兄弟般的感情，維系著那份家的融洽。 感謝 胡紅艷 老師，這 次 論文 的每個(gè)細(xì)節(jié)和每個(gè)數(shù)據(jù)，都離不開(kāi) 您 的細(xì)心指導(dǎo)。 另外，電子密碼密碼鎖在軟、硬件方面加以改動(dòng)，便可構(gòu)成智能化的分布式監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)某一范圍的集中式監(jiān)控管理，在金融、保險(xiǎn)、軍事重地及其他安全防范領(lǐng)域具有廣泛的 應(yīng)用前景。系統(tǒng)可根據(jù)安全要求通過(guò)編程靈活更改預(yù)設(shè)密碼的位數(shù)，同時(shí)采 用串行輸入設(shè)計(jì)，可對(duì)密碼位數(shù)判定，提高了系統(tǒng)的安全可靠性，由于 FPGA 具有系統(tǒng)內(nèi)可重構(gòu)的特性，使得系統(tǒng)內(nèi)硬件的功能可以像軟件那樣通過(guò)編程來(lái)配置，從而能夠通過(guò)設(shè)計(jì)程序來(lái)改變系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)可不斷優(yōu)化和發(fā)展。觀(guān)察仿真圖，結(jié)果正確。當(dāng) NC 為 4時(shí)，表示已輸入 4 位數(shù)字時(shí)，比較 acc 和 reg 兩個(gè)寄存器，若相等，則開(kāi)鎖。 密碼鎖的開(kāi)鎖和解鎖過(guò)程仿真 圖 22 由圖可知，每輸入一個(gè)數(shù)字， ACC 就保存一位，當(dāng) NC=4 時(shí)，將 ACC 里的內(nèi)容與用于存儲(chǔ)密碼的 REG 中的內(nèi)容相比較，若相等，則開(kāi)鎖信號(hào) enlock 為高電平。輸入的數(shù)字為 2345，當(dāng) sel 為 1110 時(shí)，即最右邊的數(shù)碼管要顯示 5，為 1101 時(shí)，從右邊數(shù)第二個(gè)數(shù)碼管要顯示 4，為 1011 時(shí)，第三個(gè)數(shù)碼管顯示 3，為 0111 時(shí)，最左邊數(shù)碼管顯示為 2。幫知各輸出信號(hào)均產(chǎn)生了符合功能要求的波形 密碼鎖控制電路的仿真 圖 Data_n:數(shù)字輸入值； 21 Data_f: 輸入功能鍵的值，即該鍵的位置； Flag_n:數(shù)字輸入信號(hào)標(biāo)志； Flag_f:功能鍵輸入信號(hào)標(biāo)志； Clk:控制電路時(shí)鐘信號(hào)； Enlock:開(kāi)鎖輸出信號(hào) ,當(dāng)比較器確認(rèn)輸入的密碼正確時(shí) ,電路輸出一個(gè)高電平 ,使得門(mén)鎖打開(kāi)； Data_bcd[150]:四位密碼輸 出信號(hào) ,即用戶(hù)輸入的密碼，它輸入顯示電路，并通過(guò)數(shù)碼管顯示出來(lái)。kx 為 10110111 時(shí)， data_n 為 1000，即表示數(shù)字鍵 8（二進(jìn)制為 1000）被按下，數(shù)字按鍵標(biāo)志 fn變?yōu)楦唠娖?；?dāng) kyamp。當(dāng)按鍵是功能鍵時(shí)， ff為高電平，否則為低電平。 密碼鎖輸入電路的仿真 圖 密碼鎖輸入電路的仿真 Clk：譯碼電路時(shí)鐘信號(hào)； Ky[30]：鍵盤(pán)輸入信號(hào)； Kx[30]： 鍵盤(pán)掃描信號(hào)，與鍵盤(pán)掃描電路中 c_diskey[30]的相連； Data_n：系統(tǒng)輸出數(shù)字鍵值（也代表該按鍵所在位置）； Data_f：系統(tǒng)輸出功能鍵鍵值（也能代表該按鍵所在位置）； fn：數(shù)字按鍵標(biāo)志。 時(shí)序產(chǎn)生電路和鍵盤(pán)掃描電路仿真 圖 Clk_1k: 提供系統(tǒng)的總輸入時(shí)鐘信號(hào)，為 1KHZ； C_debounce ：去抖時(shí)鐘信號(hào)，是 Clk_1k 的 8 分頻，即 125Hz；； Clk_ctr ：提供控制電路模塊的工作時(shí)鐘，是 clk_1k 信號(hào)的 2 分頻，即 500Hz； Clk_disply ：為鍵盤(pán)掃描時(shí)序 ,是 Clk_1k 的 4 分頻，即 250Hz； C_diskey： 輸出到鍵盤(pán)的掃描信號(hào)，產(chǎn)生 ky3ky0 信號(hào)，其變化的順序依次為 1110→ 1101→ 1011→ 0111→??周而復(fù)始地變化； 從仿真波形圖上可以分析可知： C_debounce， Clk_ctr ， Clk_disply ：C_diskey 均產(chǎn)生了符合功能要求的波形。輸出端電容 C2,C3 用以改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng) ,消除電路的高頻噪聲 ,同時(shí)也具有消振作用 ,二級(jí)管是用來(lái)防止輸入端短路時(shí)輸出電容 C3 所儲(chǔ)存電荷通過(guò)穩(wěn)壓器放電而損壞器件。其 電路原理圖如圖 所示。三端固定輸出集成穩(wěn)壓器通用產(chǎn)品有 CW7800 系列（正電源）和 CW7900 系列（負(fù)電源）。 圖 密碼鎖的機(jī)械制動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)鎖電路 18 電源電路 本電路由變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路組成，其電路框圖如圖 所示： 圖 電源電路框圖 設(shè)變壓器的原邊電壓為 220V 工頻交流電，經(jīng) 整流橋整流后為直流 8V（為使電路正常工作，要求輸入電壓 U2 比輸出電壓 U0 大 23V）。它的負(fù)載是一個(gè)繼電器或（電磁閥）線(xiàn)圈，當(dāng)輸入低電平時(shí)，三極管截止，繼電器或（電磁閥）線(xiàn)圈中無(wú)電流通過(guò)；當(dāng)輸入高電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，繼電器吸合，電鎖制動(dòng)端閉合，從而使電鎖打開(kāi)。而石英晶體振蕩器更為走時(shí)準(zhǔn)、耗電省、經(jīng)久耐用，因此本設(shè)計(jì)采用石英晶體振蕩器。如此循環(huán)不止，輸出端就得到一系列矩形脈沖，如圖 所示 。這時(shí) ， Q=0，內(nèi)部放電管截止。于是電容C經(jīng) R2 和內(nèi)部放電管放電，υ c 按指數(shù)規(guī)律減小。 當(dāng)υ C 上升到大于 Vcc／ 3 時(shí)， RD=1， SD=1，基本 RS 觸發(fā)器狀態(tài) 不變，即輸出端 Q 仍為高電平，當(dāng) VC 上升到略大于 2VCC／ 3 時(shí)， Rn=0， SD=1，基本 RS觸發(fā)器置 0，輸出端 Q 為低電平。由于 電容上電壓不能突變，電源剛接通時(shí)υ C 555 內(nèi)部比較器 A1輸出高電平， A2 輸出低電平，即 RD=1， SD=0，基本 RS 觸發(fā)器置 1，輸出端 Q為高電平。 圖 555 定時(shí)器的電路原理圖 圖 555 定時(shí)器的管腳排列圖 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 2 M a y 2 00 7 S he e t o f F i l e : F : \ m y d e s i gn \ P C B 圖 \ M yD e s i gn .d db D r a w n B y :1 2U 1A3 4U 1BR1C1 C21 17 圖 是由 555組件組成的多諧振蕩器電路， R R2 和 C 系 外接元件。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用靈活，可以組成多種波形發(fā)生器、多諧振蕩器、定時(shí)延時(shí)電路、雙穩(wěn)觸發(fā)電路、報(bào)警電路、檢測(cè)電路、頻率變換電路等。 石英振蕩器可輸出振蕩頻率很穩(wěn)定的信號(hào)，但輸出波形不太好，因此 U1A輸出需加反相器 U1B，用以改善輸出小型的前沿和后沿。 R1為反饋電阻，用以使 U1A 工作在靜態(tài)電壓傳輸特性的轉(zhuǎn)折區(qū)， R1值通常取 5～ 10MΩ。 譯碼模塊實(shí)體描述如下 Entity 系統(tǒng)輸入信號(hào)： A[3..0]：輸入數(shù)碼管要顯示的數(shù)； LEDS[6..0]:輸出數(shù)碼管的 7段編碼； 16 密碼鎖外圍電路 密碼鎖的系統(tǒng)時(shí)鐘產(chǎn)生電路 系統(tǒng)時(shí)鐘產(chǎn)生電路可由石英振蕩器組成的并聯(lián)多諧振蕩電路組成，也可由555 振蕩器組成的多諧振蕩電路組成。 顯示控制模塊實(shí)體描述如下 Entity 系統(tǒng)輸入信號(hào)： CLK：為顯示模塊時(shí)鐘信號(hào)； DAT_BCD[15..0]:為鍵盤(pán)輸入的四位數(shù)字密碼 。這樣，在同一時(shí)刻， 4 位 LED 中只有選通的那一位數(shù)碼管顯示出字符，而其它各位數(shù)碼管則是熄滅的，如此循環(huán)下去，就可以使各位數(shù)碼管顯示出將要顯示的字符，其優(yōu)點(diǎn)是占用的 I/O 口線(xiàn)較少。因此，同一時(shí)刻，如果各位的位選線(xiàn)都處于選通狀態(tài)的話(huà)， 4 位 LED 將顯示相同的字符 。 14 agdfe cb1 0 9 8 7 6gfG N Da