【正文】 密碼判斷 12 解碼、報(bào)警模塊 圖 解碼報(bào)警模塊 開(kāi)始 門(mén)已開(kāi)？ 輸入密碼后確認(rèn) 密碼正確？ 開(kāi)門(mén)，不響警報(bào) 計(jì)數(shù)器 +1，仍關(guān)門(mén) 不正確次數(shù) 大于 3？ 復(fù) 位位？ 計(jì)數(shù)器清 0，警報(bào)停止 報(bào)警 13 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)總 RTL 級(jí)圖 四、 系統(tǒng)測(cè)試與總結(jié) 仿真波形圖 因?yàn)楣δ軐?shí)現(xiàn)需要鍵盤(pán)輸入，在波形仿真中無(wú)法體現(xiàn)。高位的零不用輸入，因此密碼可以為 1～ 8位。 表 LED 顯示塊功能表 顯示字符 共陰極段選碼 共陽(yáng)極段選碼 顯示字符 共陰極段選碼 共陽(yáng)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 10 報(bào)警模塊 驅(qū)動(dòng)端為高電平則報(bào)警電路啟動(dòng)。通常將控制發(fā)光二極管的 8位字節(jié)數(shù)據(jù)稱(chēng)為段選碼。只要將一個(gè) 8位并行輸出與顯示塊的發(fā)光二極管引腳相連即可。 數(shù)碼管顯示塊中共有 8 個(gè)發(fā)光二極管，其中 7個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成七筆字形“ 8”， 1個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成小數(shù)點(diǎn)。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(jì)將采用共陽(yáng)極。 獲取到行值和列值以后，組合成一個(gè) 8位的數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)現(xiàn)不同的編碼在對(duì)每個(gè)按鍵進(jìn)行匹配，找到鍵值后在 7 段碼管顯示。 首先固定輸出 4行為高電平 (接到電源 )，然后輸出 4列為低電平，在讀入輸出的4行的值，通常高電平會(huì)被低電平拉低，如果讀入的 4行均為高電平，那么肯定沒(méi)有按鍵按下，否則，如果讀入的 4 行有一位為低電平，那么對(duì)應(yīng)的該行肯定有一個(gè) 按鍵按下，這樣便可以獲取到按鍵的行值。每個(gè)按鍵通過(guò)動(dòng)態(tài)掃描需要八根 I/O 口線，每根 I/O口線上的按鍵工作狀態(tài)不會(huì)影響其他 I/O 口線的工作狀態(tài)。 鍵盤(pán)模塊 按鍵方式分為獨(dú)立式和行列 式兩種，本設(shè)計(jì)采用行列式按鍵結(jié)構(gòu)，是 4 4 鍵盤(pán)，本設(shè)計(jì)中只用了其中的 11 個(gè)按鍵。每個(gè)邏輯單元?jiǎng)t由一個(gè) 4 輸入查找 表（ LUT）、一個(gè)可編程觸發(fā)器、快速進(jìn)位鏈、級(jí)連鏈組成，多個(gè) LAB 和多個(gè) EAB 則可通過(guò)快速通道互相連接 [3]。 主控模塊 主控芯 片 EP1K10TC1003 的介紹 主控芯片采用 ACEX1K 系列的 EP1K10TC1003。門(mén)開(kāi)后可通過(guò)鎖門(mén)按鈕關(guān)門(mén)，門(mén)關(guān)上后要再次輸入密碼才能開(kāi) 門(mén)。高位的零不用輸入，因此密碼可以為 1～ 8 位。 本系統(tǒng)有 13個(gè)按鍵，包括 0～ 9 共 10 個(gè)數(shù)字鍵和 1 個(gè)確認(rèn)鍵，1 個(gè)警報(bào)復(fù)位鍵， 1 個(gè)清 0 鍵。系統(tǒng)原理框圖如圖 所示： 圖 系統(tǒng)總體框架 總體設(shè)計(jì)原理 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)大量邏輯電路的集成，在設(shè)計(jì)中使用了現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門(mén)陣列器件（ FPGA）?；谏鲜霰容^以上兩種方案，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，采用方案二。而且系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(zhuān)用的數(shù)字密碼鎖芯片。 方案二 ： 設(shè)計(jì)一種基于 FPGA 的電子密碼鎖的設(shè)計(jì)，用 FPGA 設(shè)計(jì)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(guò)鍵盤(pán)輸入密碼，用 FPGA 作為主控芯片，用數(shù) 7 碼管顯示輸入的數(shù)字，如果出現(xiàn)錯(cuò)誤便通過(guò)報(bào)警電路發(fā)出報(bào)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。 FPGA 接收鍵入的代碼，并與存貯在閃存中的密碼進(jìn)行比較，如果密碼正確，則驅(qū)動(dòng)電磁執(zhí)行器開(kāi)鎖；如果密碼不正確，則允許操作人員重新輸入密碼，最多可輸入三次；如果三次都不正確，則通過(guò) FPGA 產(chǎn)生報(bào)警， FPGA 將每次開(kāi)鎖操作和此時(shí)電磁執(zhí)行器的驅(qū)動(dòng)電流值作為狀態(tài)信息發(fā)送給監(jiān)控器，同時(shí)將 接收來(lái)自接口的報(bào)警信息也發(fā)送給監(jiān)控器。它具有安全可靠、連接方便、簡(jiǎn)單易用、結(jié)構(gòu)緊湊、系統(tǒng)可擴(kuò)展性好等特點(diǎn)。除此之外，程序還要完成基本的密碼開(kāi)鎖功能，并通過(guò)揚(yáng)聲器長(zhǎng)時(shí)間鳴叫報(bào)警。 論文 主要完成的工作 課題主要解決系統(tǒng)硬件和軟件兩方面的問(wèn)題。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(shí)可以進(jìn)行硬件升級(jí)、擴(kuò)展，而且系統(tǒng)設(shè)計(jì)完善以后還可以將主 6 控的 FPGA 固化成一片 ASIC，那么這塊 ASIC 就可以作為專(zhuān)用的數(shù)字密碼鎖芯片。 基于 FPGA 的電子密碼鎖已經(jīng)是現(xiàn)代生活中經(jīng)常用到的工具之一，用于各類(lèi)保險(xiǎn)柜、房門(mén)、防盜門(mén)等等。 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。它在工作環(huán)境安全、人事考勤管理等行政管理工作中發(fā)揮著巨大的作用。 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。 基于 FPGA 的電子密碼鎖是新型現(xiàn)代化安全管理系統(tǒng)，它集微機(jī)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)和現(xiàn)代安全管理措施為一體，它涉及電子，機(jī)械，計(jì)算機(jī)技術(shù)，通訊技術(shù)，生物技術(shù)等諸多新技術(shù)。 在國(guó)外，美國(guó)、日本、德國(guó)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(shí)別技術(shù)，使電子密碼鎖系統(tǒng)得到了飛躍式的發(fā)展。 目前，市場(chǎng)上比較先進(jìn)的智能電子密碼鎖分別有： IC 卡電子密碼鎖、射頻卡式電子密碼鎖、紅外遙控電子密碼鎖、指紋識(shí)別電子密碼鎖和瞳孔識(shí)別電子密碼鎖等。我國(guó)密碼鎖具行業(yè)對(duì)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(chǎng)需求也逐年增加。當(dāng)然，該系統(tǒng)在一些細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)上還需要不斷的完善和改進(jìn)，特別是對(duì)系統(tǒng)的擴(kuò)展有很好的實(shí)用和設(shè)計(jì)的價(jià)值。 系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的功能：用戶(hù)給電子密碼鎖設(shè)定一個(gè)密碼， 當(dāng)使用本機(jī)鍵盤(pán)開(kāi)鎖時(shí)，該密碼與用戶(hù)設(shè)定的密碼比較，如果密碼正確，則開(kāi)鎖；如果密碼不正確，則允許用戶(hù)重新輸入密碼，最多可輸入三次，若三次都不正確，則揚(yáng)聲器報(bào)警，直到按復(fù)位鍵才允許再次輸入代碼。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。 1 學(xué)號(hào) 14082202063 成績(jī) 《 現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì) 》課程論文 題目 基于 FPGA的密碼鎖 設(shè)計(jì) 作 者 嘿嘿 班 級(jí) 0803BF 院 別 信息與通信工程 專(zhuān) 業(yè) 電子信息工程 完成時(shí)間 2020 年 5月 8日 評(píng)語(yǔ) 2 基于 FPGA 的密碼鎖 設(shè) 計(jì) 【摘要】 基于 FPGA設(shè)計(jì)的電子密碼鎖是一個(gè)小型的數(shù)字系統(tǒng)，與普通機(jī)械鎖相比 , 具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn) : 保密性好 , 防盜性強(qiáng) , 可以不用鑰匙 , 記住密碼即可開(kāi)鎖等。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。本文介紹一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列 FPGA 器件的電子密碼鎖的設(shè)計(jì)方法 采用Verilog H