电子教材-基于VHDL语言的智能密码锁设计

基于VHDL语言的智能密码锁设计

胡红艳李旭华

湖南建材高等专科学校,电气与信息工程系,421008

摘要本文介绍一种利用 EDA技术和VHDL 语言,在MAX+PLUSⅡ环境下,设计了一种新型的智能密码锁。它体积小、功耗低、价格便宜、安全可靠,维护和升级都十分方便,具有较好的应用前景。

关键词数字密码锁EDA VHDL MAX+ PLUSⅡ

中图分类号：文献标识码：B

A Digital PasswordLock Designed by VHDL

Hu Hong-Yan Li Xiu-Hua

(Electric and Information Engineering Department of Hunan Building Materials College,

HengYang 421008,China)

Abstract This paper introduces a new type digital pasword lock is designed with EDA technology and VHDL language. This new digital password lock has beter application prospect , becauseof smal volume , lowpower , lowprice , securityand easy maintenanceand upgrade.

Keywords Digital pasword lock EDA VHDL MAX+ PLUSⅡ

随着社会物质财富的日益增长,安全防盗已成为全社会问题。人们对锁的要求越来越高,既要安全可靠地防盗，又要使用方便。弹子锁由于结构上的局限已难以满足当前社会管理和防盗要求，特别是在人员经常变动的公共场所，如办公室、宾馆等地方。电子密码锁由于其自身的优势，越来越受到人们的青睐,但是目前使用的电子密码锁大部分是基于单片机用分离元件实现的，其成本较高且可靠性得不保证。本文采用先进的EDA 技术，利用 MAX +PLUXⅡ工作平台和 VHDL 语言,设计了一种新型的智能密码锁。该密码锁具有密码预置和误码报警等功能，用一片 FPGA 芯片实现，从而大大简化了系统结构，降低了成本,提高了系统的保密性和可靠性。采用这种器件开发的数字系统，其升级与改进极其方便。

1、智能密码锁的设计要求

该密码锁的密码由六位十进制数字组成，初始设定“000000”。可由用户任意设置密码，密码输入正确时开锁，连续三次输入错误密码时系统报警。

2、智能密码锁的总体结构

智能密码锁的系统结构框图由图1所示,它分成两大部分:控制器和处理器。整个系统的输入信号只有一个时钟脉冲CP ,输出信号有锁开信号OPEN 和报警信号ALERT。控制器中的所有按键按下时均为低电平,即低电平有效。RESET 为“密码设定”信号,CLR 为“清零”信号,OK 为“确定”信号, TRY 为“开锁”信号,CNT 表示上一位密码正确时,控制器给出的可进行下一位二进制密码比较的信号,OPEN 为控制器给出的锁开信号, ERROR 为控制器给出的密码错误信号。处理器中有三个计数器,计数器C1用来记录输入的二进制密码比较到了第几位，计数器C2 用来记录输入的密码有几次错误，计数器C3 用来记录键入的是第几位十进制密码。密码锁可通过键盘设置6位十位进制数密码，按“确定”按键OK= 1 后,通过BCD 编码器

图1 智能密码锁的系统结构框图

变成24位二进制数存入寄存器1 ；开锁时也通过键盘输入6位十进制数密码，按“确定”按

键后，通过BCD 编码器变成24位二进制数存入寄存器2 。经过两个24选1 数据选择器，将寄存器2中的输入密码与寄存器1中设置的密码逐位进行比较，当对应位数相同时,数值比较器的输出B = 1 然后进行下一位比较，否则B= 0 ,密码错误信号ERROR = 1 ,由计算器C2 记录密码错误次数，比较到哪位。用记算器C1 的输出又作为24 选1 数据选择器位选线，当输入到寄存器2中的24位二进制密码与寄存器1 中设定的24位二进制密码完全相同，比较结束，位数比较器输出M= 1 ,这时,如果按开锁按键TRY = 1 ,密码锁就会打开OPEN = 1 ,如果开锁时三次密码输入不对,则报警。

3、控制器模块是整个系统的控制核心，负责接收其模块传来的输入信号，再根据系统的功能产生相应的控制信号送到相关的模块。下面主要介绍控制器的设计过程：

3. 1 智能密码锁的控制模块的简单工作原理

控制器实际上是一个有限状态机,图2为它的状态流程图。它一共有六个状态: 准备状态S0、密码输入状态S1、密码设置状态S2、确认状态S3、开锁状态S4和报警状态S5。

242424

准备状态S0:系统开锁、报警或上电后进入准备状态,这时系统不接收除READY信号外的任何输入信号。

密码输入状态S1:在该状态下,如果按下“READY”则保持该状态不变;如果按下“OK”和“OPEN”则转到报警状态;如果有数据输入,则控制器输入一个DATA- IN 信号,输出RD 和CNP1 信号,从RAM中读取密码进行比较,同时使计数器加1 ；检查计数是否计数到100 ,若CNTe1 有效,表示已经接收到四个正确的密码,可以转入下一个状态,否则返回本状态,继续接收其它密码。检查Dep信号状态,Dep=1则密码正确,进入确认状态,反之则输出CNP2 信号进入报警状态;如果仍然有数据输入,则说明输入密码错误,则输出CNP2 信号进入报警状态。

密码设置状态S2:在确认状态下按“SET”键进入该状态,EN 信号有效。该状态首先由控制器发RESET-CNT信号;检查是否有数据输入,如果没有则等待;若有数据输入,控制器则输出WR 和CNP1 信号,向RAM发出信号,并使计数器加1 ,检查计数器是否计数到100 ,若CNTe1 有效,表示已经接收到四个正确的密码,进入确认状态,否则返回本状态,继续接收其它密码。

确认状态S3:输入密码正确后进入该状态。密码输入得到确认才可以进入开锁状态,密码设置完毕后,只有得到确认才可生效,并返回准备状态。

开锁状态S4:输入密码确认后进入该状态,此时按“OPEN”键,控制器便发出SLT信号开锁并返回到准备状态。

报警状态S5:每次进入该状态首先检查计数器2 是否计数到11。若输入错误密码达到三次,则CNTe2 有效,控制器输出SLB 信号,报警电路报警;若输入错误次数不超过三次,则CNTe2无效,返回到输入密码状态

3. 2 控制器的软件设计

控制器的软件设计主要依据图2 的状态流程图。 S0、S1、S2、S3、S4、S5为状态机的六个状态,控制部分的 VHDL 源码如下:

LIBRARY IEEE;

USE IEEE. STD- LOGIC -1164.ALL ;

USE WORK. STATE- PACE. ALL;

ENTITY control IS

PORT(CP,CLK,B,M,RESET,TRY,OK:IN STD- LOGIC;

OPEN,ERROR :OUT STD-LOGIC) ;

END control;

ARCHITECTURE behav OF control is

TYPE STATE IS (S0,S1 ,S2,S3,S4,S5) ;

SIGNAL CURRENT_ STATE，NEXT_STATE: STATES;

BEGIN

COM1:PROCESS(CRRRENT_STATE,STATUS)

BEGIN

WAIT UNTIAL CLK’EVENT AND CLK=‘1’;

RESET < = ‘1’;

CASE CURRENT- STATE IS

when S0 = >READY < =’1’; EN< = ’1’;RESET-CNT< =’1’;

if(READY = ‘0’) then curent- state < = S0;

else

curent- state < =S1;

…

因源程序较长, 故程序略

…

END IF ；

END CASE ；

END PROCESS ；

END behav ；

4 仿真及硬件测试

该密码锁利用MAX PLUS Ⅱ工作

平台进行编译和综合仿真，图3为此

程序序部分仿真波形。将程序下载到

FLEX10K 芯片中，同时在杭州康芯生

产的型号为GW48－ＧＫ的ＥＤＡ实

验箱上进行硬件验证。经实验验证，

该密码锁达到了设计要求。本文提出的智能密码锁由于采用

VHDL 语言设计，用一片FPGA 实现，

因而体积小，功耗低，稍加修改就可以改变密码的位数和输入密码的次数，而升级和维护都很方便，而且容易做成 ASIC 芯片，具有较好的应用前景。但由于结构还比较简单，有待进一步完善。

参考文献:

１王锁平编著.电子设计自动化（EDA ）教程.电子科技大学出版社. 2000 .3

2 潘松等编著.EDA 技术实用教程.科学出版社.2002.10

3 潘松等编著. VHDL 实用教程.电子科技大学出版社.2002.6

4 戈素贞等. 采用EDA 技术实现4位十进制数字密码锁.山西电子技术.2002.12,16~20

5 刘钰等.一种用VHDL 语言设计的数字密码锁.信息技术与信息化.2004.4, 37~40

作者简介:胡红艳(1966-),女,湖南衡南人,湖南建材高等专科学校工程师

Email: hongyanhu_66@https://www.360docs.net/doc/a214208973.html,

邮政编码: 421008

通信地址: 湖南建材高等专科学校电信系湖南衡阳市雷公塘14号

VHDL密码锁设计

VHDL语言及应用课程设计论文 ----VHDL平台下密码锁的设计学院：电子信息学院专业：学号：姓名：指导老师：团队成员：完成日期：目录

一. 引言-----------------------------------------------------------1 二. 实验目的-------------------------------------------------------1三. 实验任务与要求-------------------------------------------------1 四. 设计原理及工作流程---------------------------------------------2 密码锁设计原理--------------------------------------------------2 密码锁系统框图--------------------------------------------------2 密码锁设计提示--------------------------------------------------2 五. 密码锁的顶层设计源程序-----------------------------------------3 六. 密码锁各功能模块源程序及其仿真分析-----------------------------5 密码设定锁存器源程序及其仿真分析--------------------------------5 密码输入锁存器源程序及其仿真分析--------------------------------6 开锁控制系统源程序及其仿真分析----------------------------------8 比较器源程序及其仿真分析----------------------------------------9 LED显示源程序及其仿真分析--------------------------------------11 顶层源文件的仿真分析-------------------------------------------12 七. 密码锁设计源程序的下载调试------------------------------------13 电路结构-------------------------------------------------------13 管脚分配-------------------------------------------------------14 程序下载调试过程-----------------------------------------------14 八. 实验分析与总结------------------------------------------------15 九. 组内分工------------------------------------------------------16 十. 参考文献------------------------------------------------------16

数字电子技术课程设计汇本电子密码锁

课程设计说明书课程名称：数字电子技术课程设计题目：电子密码锁学生：专业：班级：

学号：指导教师：日期：年月日

电子密码锁一、设计任务与要求 1.用电子器件设计制作一个密码锁，使之在输入正确的代码时开锁。 2.在锁的控制电路中设一个可以修改的4位代码，当输入的代码和控制电路的代码一致是锁打开。 3.用红灯亮、绿灯灭表示关锁，绿灯亮、红灯灭表示开锁 4.如5s未将锁打开，则电路自动复位进入自锁状态，并发报警信号。二、方案设计与论证 1、用按键输入四位十进制数字，输入密码要存储。 2、比较输入密码和原始密码。当输入正确密码时，给出开锁信号，开锁信号用一个绿色指示灯表示，绿灯亮表示密码输入正确；如果输入密码不正确，用红灯表示。 3、锁的开关用红灯和绿灯表示，一次只能亮一盏。红灯亮、绿灯灭表示关锁，绿灯亮、红灯灭表示开锁。 4、设置倒计时电路和自锁电路。如果密码在5s未能输入正确则发出报警声，并且自锁电路。 5、设置密码设置开关，开关闭合后，允许设置密码，设置好密码后，打开此开关。 6、需要在输入密码开始时识别输入，并由此触发计时电路。方案一用74LS147译码器来把按键输入转化为二进制。通过8片四位寄存器74LS194实现密码功能，其中四片用来存储预置密码，另四片则用来存储输

入的密码。当密码开始输入时开始计时，通过74LS192计数器实现计时功能；然后在密码输入期间，用74LS138数据选择器来选片存储。数据选择器的输入端又一个两位的二进制的加法计数器来控制，当键盘有按键输入时计数器就加1，当一个按键按完后会轮到下一个芯片存储。自锁功能利用74LS138来控制。通过四片74LS85芯片判断原始密码和输入密码是否相同，接着用指示灯来表示密码的输入正确与否，如果密码没有输入正确的话，则红灯亮，否则则绿灯亮。若是没在规定时间输入正确密码，则会发出警报信号（蜂鸣器响）。方案二也用74LS147译码器来把按键输入转化为二进制。通过8片四位寄存器74LS175实现密码的存储问题。用四个双D触发器来组成一个位移控制器来控制74LS175的存储密码，当键盘有输入时双D触发器组成的位移寄存器的输出就会往右位移一位。计数器用555单稳态电路来计时。输入密码时，键盘有按键输入就开始计时，单稳态电路输出一个脉冲，等脉冲过后判断密码锁是否已解锁，若就没解锁则自锁电路。通过四片74LS85芯片判断原始密码和输入密码是否相同，接着用指示灯来表示密码的输入正确与否，如果密码没有输入正确的话，则红灯亮，否则则绿灯亮。若是没在规定时间输入正确密码，则会发出警报信号。三、单元电路设计与参数计算方案一和方案二对比，我选择了方案一。原因是：方案一中的倒计时单路方便显示，比较直观。而且方案一的总体思路是用一个数据总线和一个地址线来控制信号的输入存储，比起方案二更优秀。所以我选择了方案一。 1、按键输入和按键信号识别

根据VHDL的电子密码锁的设计

《E D A仿真与实践实习》学院：信息科学与工程学院课题名称：硬件描述语言设计 ——基于VHDL的电子密码锁的设计班级：学生：学号：指导教师：

1 引言在日常的生活和工作中, 住宅与部门的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存多以加锁的办法来解决。若使用传统的机械式钥匙开锁，人们常需携带多把钥匙, 使用极不方便, 且钥匙丢失后安全性即大打折扣。随着科学技术的不断发展，人们对日常生活中的安全保险器件的要求越来越高。为满足人们对锁的使用要求，增加其安全性，用密码代替钥匙的密码锁应运而生。基于EDA技术设计的电子密码锁。以其价格便宜、使用方便、安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点，受到了人们的普遍关注。而以可编程逻辑器件(FBDA)为设计载体，以硬件描述语言(VHDL)为主要表达方式，以QuartusⅡ5.1开发软件等为设计工具设计的电子密码锁，由于其能够实现密码输入、密码校验、密码设置和更改等功能，因此，能够满足社会对安全防盗的需求。本设计的各个模块由相应的VHDL程序具体实现，并在QuartusⅡ5.1环境下进行了整体电路的模拟仿真，最终实现“密码锁控制器设计”的要求。 2 设计内容和要求 2.1 设计内容：题目：电子密码锁内容：设计一个4位串行数字锁。 (1)开锁代码为4位二进制，当输入代码的位数与锁内给定的密码一致，且按规定程序开锁时，方可开锁，并点亮一个指示灯。否则进入“错误”状态，并发出报警信号。 (2)锁内的密码可调，且预置方便，保密性好。 (3)串行数字锁的报警由点亮一个灯，直到按下复位开关，报警才停下。此时，数字锁又自动等待下一个开锁状态。要求： (1)通过查阅相关技术资料，详细描述电子密码锁的基本原理。 (2)编写电子密码锁的Verilog HDL或VHDL程序，并仿真编译下载验证。 (3)给出完整的系统顶层模块图与波形仿真图。

(完整版)基于单片机的电子密码锁设计开题报告

毕业设计（论文）开题报告题目：基于单片机的电子密码锁设计

一、选题的依据及意义（一）选题依据随着人们生活水平的提高和安全意识的加强，对安全的要求也就越来越高。锁自古以来就是把手护门的铁将军，人们对它要求甚高，既要安全可靠的防盗，又要使用方便，这是制锁者长期以来研制的主题。目前使用的电子密码锁大部分是基于单片机技术，以单片机为主要器件，其编码器与解码器的生成为软件方式。相比传统的机械式钥匙开锁携带不方便、安全性能差等特点，电子密码锁易操作、功能低等优势，使其越来越成为市场上的主流产品。如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜。电子密码锁是由电子电路控制锁体的新型锁具，它采用触摸键盘方式输入开锁密码，操作方便。触摸式电子锁的输入部分采用触摸开关（键盘输入），其优势在于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，无活动零件，不会磨损，寿命长等优点。本设计采用单片机MCS51作为单片机的核心单元，设计了一款具有本机开锁，密码更改和报警功能的电子密码锁。即简单又适用。根据单片机技术及相关原理,设计出一款以单片机为控制核心并融合了红外线技术的新型密码锁。该锁结合电子密码和光控的技术优势,摆脱了老式机械锁难更换,易损坏以及电子锁安全性不高的缺点,是一类极具发展前景新型锁。（二）选题意义在科学技术不断发展的今天，电子密码防盗锁作为防盗卫士的作用也日趋重要。针对平常锁具给人们带来的不便，若使用机械式钥匙开锁，则结构简单，安全性不好。为满足人们对锁的使用要求，增加其安全性，用密码代替钥匙的密码锁应运而生，电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。它的种类很多，有简易的电路产品，也有基于芯片的性价比较高的产品。现在应用较广的电子密码锁是以芯片为核心，通过编程来实现的。其性能和安全性已大大超过了机械锁。它的出现为人们的生活带来了很大的方便，有很广阔的市场前景，相信随着社会的进一步发展，它的方便，安全，实用，小巧，精致的特点会越来越得到人们的喜爱，是人们居家旅行必备之品。促进加深单片机原理及应用知识的掌握。促进加深数电、模电知识的掌握。熟悉单片机程序设计语言。熟悉PROTEL环境下设计一个单片机设计系统的方法，并熟练掌握KEIL和PROTEL联调技术。促进电子密码锁知识的普及和发展。二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）（一）国外研究早在80年代，日本产生了最早的电子密码锁。随着日本的经济复苏，电子行业的快速发展，一些利用简单的门电路设计的密码锁出现了。这类的电路安全性差、容易破解，到了90年代，英国、意大利、德国、日本、加拿大、韩国以及我国的台湾、香港等地的微电子技术的进步和通信技术的发展为密码锁提供了技术上的基础，从而推动密码锁走向实际应用的阶段。采用AT24C02为掉电存储器的芯片，这种芯片稳定性高，成本低，还能扩展很多功能。加红外探测技术，指纹识别技术，语音识别技术，图像识别技术等。这些扩展的技术

vhdl密码锁

Vhdl短学期实验——密码锁设计小组成员： 04008230 李黎 04008228 陈宗渊 04008211 周炳宇

一、课题描述：用于模仿密码锁的工作过程。完成密码锁的核心控制功能。二、功能要求：设计一个密码锁，平时处于等待状态。管理员可以设置或更该密码。如果不预置密码，密码缺省为“999999”。用户如果需要开锁，按相应的按键进入输入密码状态，输入6位密码，按下确定键后，若密码正确，锁打开，若密码错误，将提示密码错误，要求重新输入，三次输入都错误，将发出报警信号。报警后，只有管理员作相应的处理才能停止报警。用户输入密码时，若输入错误，在按下确定键之前，可以通过按取消键重新输入。正确开锁后，用户处理完毕后，按下确定键，系统回到等待状态。系统操作过程中，只要密码锁没有打开，如果60秒没有对系统操作，系统回到等待状态。注意：输入按键信号时必须一个按键一个按键输入，不得6个按键一起输入。三、设计流程： 1．结构框图：

①按键输入； ②复位（设置缺省密码）； ③等待状态 ④工作状态 ⑤修改密码 ⑥提醒错误及报警 ⑦开锁 ⑧恢复等待

2．模块设计： ★控制模块：实现输入输出，实现等待工作的转换，实现开锁及报警； ★比较模块：比较输入密码与正确密码 ★寄存模块：存放密码 ★计数及使能模块：（1）输入个数为6，多于无效自动忽略；（2）60s的空闲时间，无操作返回等待；（3）错误次数为3 （4）进入工作状态，是能段即打开，直到进入等待。四、具体实现： ★控制模块： library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity ctrl is port ( change,vers,keysign : in std_logic; ok,cancel : in std_logic; clk : in std_logic; result : in std_logic; wt : in std_logic; enable : out std_logic ); end ctrl; signal sec : integer range 0 to 60; begin process(clk) begin if (clk'event and clk='1') then if (vers='1') then enable<='1'; end if; if (wt='1' and result='1') then

电子密码锁设计

《嵌入式系统》课程设计报告题目院系：机电学院学生姓名：任专业：班级： 1 1 1 指导教师：完成时间：2014-10-17

目录 1 系统总体方案设计 0 2 硬件电路设计 (2) 2.1 键盘电路设计 (2) 2.2 LCD1206显示电路 (3) 2.3 响应电路 (5) 3 软件设计 (6) 3.1软件设计思路 (5) 3.2 子程序 (6) 4 系统调试 (9) 5 心得体会 (10) 6 参考文献 (11) 附录 (12) (1)源程序 (12) (2)硬件原理图 (15)

摘要：随着人们对安全的重视和科技的发展，许多电子智能锁（指纹识别、IC卡辨认）已在国内外相继面世。但是这些产品的特点是针对特定的指纹和有效卡，只能适用于保密要求的箱、柜、门等。而且指纹识识别器若在公共场所使用存在容易机械损坏，IC卡还存在容易丢失、损坏等特点。加上其成本较高，一定程度上限制了这类产品的普及和推广。鉴于目前的技术水平与市场的接收程度，电子密码锁是这类电子防盗产品的主流。关键词：4×4矩阵键盘；stm32；密码锁；LCD1602

1 系统总体方案设计 1.1采用数字电路控制其原理方框图如图1－1所示。图1.1 数字密码锁电路方案密码锁电路包含：键盘输入、密码修改、密码检测、开锁电路、执行电路、键盘输入次数锁定电路。 1.2 采用一种是用以stm32为核心的控制方案利用其灵活的编程设计及其控制的准确性，不但能实现基本的密码锁功能，还能添加调电存储、声光提示甚至添加遥控控制功能。其原理如图1.2所示。图1.2 stm32控制方案

FPGA根据verilogHDL的密码锁

EDA课程设计课设名称：密码锁课设日期： 2014.6.23——7.5 姓名：陈飞学号：110250101 哈尔滨工业大学（威海）信电学院电子信息工程 2014.6

一. 所用软件与硬件介绍 1.1所用软件介绍 QuartusII是Altera公司的综合性PLD/FPGA开发软件，支持原理图、VHDL、VerilogHDL以及AHDL（Altera Hardware Description Language）等多种设计输入形式，内嵌的综合器以及仿真器，可以完成从设计输入到硬件配置的完整PLD设计流程。 QuartusII可以在XP、Linux以及Unix上使用，除了可以使用TCL脚本完成设计流程外，提供了完善的用户图形界面设计方式。具有运行速度快，界面统一，功能集中，易学易用等特点。 QuartusII支持Altera的IP核，包含了LPM/MegaFunction宏功能模块库，使用户可以充分利用成熟的模块，简化了设计的复杂性、加快了设计速度。对第三方EDA工具的良好支持也使用户可以在设计流程的各个阶段使用熟悉的第三方EDA工具。此外，QuartusII 通过和DSP Builder工具与Matlab/Simulink相结合，可以方便地实现各种DSP应用系统；支持Altera的片上可编程系统（SOPC）开发，集系统级设计、嵌入式软件开发、可编程逻辑设计于一体，是一种综合性的开发平台。 Maxplus II 作为Altera的上一代PLD设计软件，由于其出色的易用性而得到了广泛的应用。目前Altera已经停止了对MaxplusII 的更新支持，QuartusII 与之相比不仅仅是支持器件类型的丰富和图形界面的改变。Altera在QuartusII 中包含了许多诸如SignalTapII、Chip Editor和RTL Viewer的设计辅助工具，集成了SOPC和HardCopy设计流程，并且继承了MaxplusII 友好的图形界面及简便的使用方法。 1.2所用硬件介绍硬件的总体设计：故由上图，将整个硬件电路部分主要分成五个部分，即：FPGA电路设计，数码管显示驱动电路设计，温度传感器电路设计，报警电路设计，键盘矩阵

电子密码锁单片机课程设计

湖南学院课程设计课程名称课题名称电子密码锁设计专业测控技术与仪器班级测控学号姓名指导教师年月日

湖南学院课程设计任务书课程名称课题电子密码锁设计专业班级测控学生姓名学号指导老师审批任务书下达日期年月日任务完成日期年月日

设计内容与设计要求设计内容： 1、密码的设定，此密码是固定在程序存储器ROM中，假设预设的密码为“12345”共5位密码。 2、密码的输入：采用两个按键来完成密码的输入，其中一个按键为功能键，另一个按键为数字键。在密码都已经输入完毕并且确认功能键之后，才能完成密码的输入过程。然后进入密码的判断比较处理状态并给出相应的处理过程。 3、按键禁止功能：初始化时，允许按键输入密码，当有按键按下并开始进入按键识别状态时，按键禁止功能被激活，但启动的状态是在3次密码输入不正确的情况下发生的。设计要求： 1、设计方案要合理、正确； 2、系统硬件设计及焊接制作； 3、系统软件设计及调试； 4、系统联调； 5、写出设计报告。

主要设计条件 1、MCS-51单片机实验操作台1台； 2、PC机及单片机调试软件； 3、单片机应用系统板1套； 4、制作工具1套； 5、系统设计所需的元器件。说明书格式 1.封面 2.课程设计任务书 3.目录 4.系统总体方案设计 5.系统硬件设计 6.软件设计（包括流程图） 7.系统的安装调试说明 8、总结 9、参考文献 10、附录（源程序清单及硬件原理图等）； 11、课程设计成绩评分表。

进度安排设计时间为两周第一周星期一、上午：布置课题任务，讲课及课题介绍下午：借阅有关资料，总体方案讨论星期二、确定总体设计方案星期三、硬件模块方案设计星期四、软件模块方案设计星期五、设计及调试第二周星期一、设计及调试星期二、设计及调试星期三、总调星期四、写说明书星期五、上午：写说明书，整理资料下午：交设计资料，答辩参考文献 [1]、《微型计算机原理及应用》许立梓编机械工业出版社 2002 [2]、《微型计算机接口技术及应用》刘乐善编华中理工大学出版社 2000 [3]、《计算机硬件技术基础试验教程》邹逢兴编高等教育出版社 2000 [4]、《16位微型计算机原理接口及其应用》周佩玲编中国科学技术大学出版社2000 [5]、《微型计算机原理与接口技术》吴秀清编中国科学技术出版社 2001 [6]、《微型计算机接口技术》邓亚平编清华大学出版社 2001 [7]、《单片机原理及及应用》王迎旭编机械工业出版社 2001 [8]、《单片机应用程序设计技术》周航慈著北京航空航天大学出版社 2002 [9]、《单片机实用技术问答》谢宜仁主编人民邮电出版社 2002

基于FPGA的电子密码锁

FPGA电子密码锁学生姓名：学生学号：院（系）：电信学院年级专业：指导教师：助理指导教师：二〇一五年五月

摘要摘要本次设计是为解决传统锁的安全与方便的问题，设计一个电子密码锁，该密码锁选用现场可编程门阵列FPGA作为电子密码锁的设计，相对于单片机而言FPGA 有一个很大的不同是它采用了硬件电路来实现了所有的算法，这样保证了系统工作时的稳定性，并且由于FPGA的现场可编程特性，对于外部的硬件电路的要求不是很高，这样就使得设计的修改和升级非常的方便，效率也因此增加。本系统以FPGA为核心，再配以相应的外围电路展开设计，利用EDA技术Quartus II平台和硬件描述语言，实现了一个电子密码锁，并且具有清除密码和修改密码的功能。关键词FPGA，硬件描述语言，电子密码锁

ABSTRACT This design is to solve the traditional security lock with the convenience of the problem, the design of an electronic password lock, password lock the selected field programmable gate array FPGA as the design of electronic password lock, with respect to the relative to themicrocontroller FPGA there is a big difference is that it uses hardware circuit to achieve all of the algorithm, so that the stability of the system work, and because the FPGA field programmable characteristic, the hardware circuit of the external demand is not very high,which makes the design modification and upgrade is very convenient, thus increasingefficiency. This system uses FPGA as the core, together with the corresponding peripheral circuitdesign, using EDA technology Quartus II platform and hardware description language, to achieve an electronic password lock. Key words FPGA，Hardware Description Languages ，Electronic locks

电子密码锁总体设计方案

电子密码锁总体设计方案电子密码锁设计一、目标 1、任务和目标本项目设计一种基于AT89C51单片机控制的电子密码锁，要求达到以下任务目标：（1）可通过键盘输入密码控制开关的开锁和闭锁；（2）可通过扩展的LCD显示器显示输入的密码；（3）密码可以多次改写和重置；（4）连续三次输入密码错误，报警装置开始工作，密码锁进入锁机状态。 2、功能需求简述

二、详细设计方案的选择及设计思路概述 1、设计方案的选择本次设计的密码锁在理论上可以利用多种设计方法及原理进行设计，依据设计的简单、高效、易于实现等原则，主要有两种设计方案可供选择，即：数字电路控制和以 AT89C51为核心的单片机控制两种方案。现在对其两种方案进行可行性对比分析。方案一：采用数字电路控制。其原理图下图1所示。密询修改电路* ?键盘输入2 f 今牆? W--- ―?报娶次敎检>3锁定5 测*----- ? 图1数字密码锁电路方案电路由两大部分组成：密码锁电路和备用电源(UPS)，其中设置UPS电源是为了防止因为停电造成的密码锁电路失效，使用户免遭麻烦。采用数字密码锁电路的好处就是设计简单。用以74LS112双JK触发器构成的数字逻辑电路作为密码锁的核心控制，共设了9个用户输入键，其中只有4 个是有效的密码按键，其它的都是干扰按键，若按下干扰键，键盘输入电路自动清零，原先输入的密码无效，需要重新输入。密码锁电路包含：键盘输入、密码修改、密码检测、开锁电路、执行电路、报警电路、键盘输入次数锁定电路。方案二：采用一种是用以AT89C51为核心的单片机控制方案。利用单片机灵活的编程设计和丰富的I/O端口，及其控制的准确性，不但能实现基本的密码锁功能，还能添加多组密码设置、报警提示等控制功能。其原理如下图示。正确------------- 一*执行暮5，十并门 F源 VCC 22OV 费■电路2 蓄电也 t

VHDL四位密码锁课程设计

电子与信息工程学院 EDA课程设计报告（2011 —2012 学年第一学期）班级：电子0903 学号：姓名：指导教师：陈智萍 2011年9 月

课程设计题目：四位密码锁 1.掌握VHDL语言的使用，学会用VHDL语言来编程解决实际问题； 2.学会使用EDA开发软件设计小型综合电路，掌握仿真的技巧； 3.学会应用开发系统实现硬件电路，检验电路的功能。内容和要求：用VHDL语言设计一个密码锁，用波形仿真验证其功能后，实现到GW48实验系统。功能描述：用于模仿密码锁的工作过程。完成密码锁的核心控制功能。功能要求：设计一个密码锁，平时处于等待状态。管理员可以设置或更改密码。如果不预置密码，密码缺省为“1234”。用户如果需要开锁，按相应的按键进入输入密码状态，输入4位密码，按下确定键后，若密码正确，锁打开；若密码错误，将提示密码错误，要求重新输入，三次输入都错误，将发出报警信号。报警后，只有管理员作相应的处理才能停止报警。用户输入密码时，若输入错误，在按下确定键之前，可以通过按取消键重新输入。正确开锁后，用户处理完毕后，按下确定键，系统回到等待状态。系统操作过程中，只要密码锁没有打开，如果60秒没有对系统操作，系统回到等待状态。要求密码在输入过程中被依次显示，即先输入的为密码的第一位，总是显示在最左边。用两个发光二极管模拟显示，其中一个显示当前的工作模式，灭表示用户模式，亮表示管理员模式；另外一个指示锁的状态，灭表示锁处于锁定，亮表示锁被开启。注意：用两个按键实现密码输入，Key1选择输入的是第几位密码，KEY2输入密码数字。功能描述：初始状态：初次使用密码锁时，要先用Reset键初始化。初始状态下，用户密码为“1234”，管理员密码为“0000”。用户开锁：默认情况下，密码锁处于用户使用状态。如果当前为管理员状态，则按下user键回到用户状态。用户开锁时，输入四位数用户密码，可以从out_code6的输出状态确定密码输入状态。如输入错误则按下clear清除前一位输入。输入完毕后按enter，如果密码正确，则开锁，否则重新输入密码。开锁后再次按下enter键则关锁，回到等待状态。三次密码输入错误，警报器alarming为1。要管理员输入管理员密码解除警报。此时哪怕用户再输对密码也没用。管理员解除警报：当用户三次密码输入错误的时候，alarming为1，此时，只要管理员密码输入正确后，按下clear键，alarming为0，报警取消。管理员修改密码：在非警报和为开锁状态下，任何时候按admin键进入管理员状态。按chgcode 选择修改密码，先选择修改的是用户密码还是管理员密码。修改用户密码则按user键，修改管理员密码则按admin键。然后分别输入旧密码，新密码，新密码要输入两次。旧密码与所要修改的密码对应。如旧密码输入错误，则无法修改；当验证不成功即两次新密码不相同时，修改密码失败。返回等待状态。成功后也返回等待状态。定时返回：用户在未开锁状态下，60s没有按键输入，则返回等待状态，但不包括alarming状态。

基于AT24C02电子密码锁的设计

单片机应用课程设计设计题目：基于AT24C02电子密码锁的设计

目录 1 设计任务....................... 错误！未定义书签。 2 系统总体方案设计............... 错误！未定义书签。 2.1各个模块方案论证............ 错误！未定义书签。 2.1.1 芯片选择................ 错误！未定义书签。 2.1.2 显示器的选择............ 错误！未定义书签。 2.2总体方案设计................ 错误！未定义书签。 3 硬件电路设计................... 错误！未定义书签。 3.1单片机最小系统.............. 错误！未定义书签。 3.2AT24C20储存密码电路........ 错误！未定义书签。 3.3矩阵键盘电路 (6) 3.4液晶显示电路 (6) 4 系统软件设计................... 错误！未定义书签。 4.1主程序流程图 (7) 4.2子程序流程图 (8) 4.2.1 AT24C20子程序流程图 (8) 4.2.2 1602子程序流程图 (9) 5实物调试....................... 错误！未定义书签。 5.1实性物能分析 (9) 6心得体会....................... 错误！未定义书签。附录1 ........................... 错误！未定义书签。（1）系统总电路图 (15) （2）系统仿真图 (15) 附录2 ........................... 错误！未定义书签。（1）程序清单 .................. 错误！未定义书签。 1.设计任务

电子密码锁设计报告概要

课程设计说明书课程名称：《单片机技术》设计题目：基于51单片机的电子密码锁院（部）：学生姓名：电子信息与电气工程学院马亚林学号：专业班级：指导教师：12 通信工程（专升本）丁莹亮 2013 年05月17日

设计题目课程设计任务书基于 51 单片机的电子密码锁学生姓名设计要求： 12 通信工程（专升本）设计以单片机 AT89C51 为核心的电子密码锁，包括电子密码锁完整的设计过程以及外围的开锁电路和报警电路的设计。电子密码锁要完成以下部分的设计：按键接口电路、电子密码锁的控制电路、输出八段显示电路。电子密码锁控制电路能完成以下功能设计：数字按键的数字输入、存储和清除、功能按键的功能设计、密码的清除和复位、报警信号产生电路密码核对、解除电锁电路、输出八段显示电路完成以下电路设计：数据选择电路、八段显示器扫描电路。学生应完成的工作： 1. 2. 3. 4. 5. 运用 Proteus 软件设计电路原理图；用 Proteus 软件进行仿真；焊接电路板并调试实现其功能；完成实习报告；我的任务是设计电路原理图并仿真。参考文献阅读： [1] 杜尚丰. CAN 总线测控技术及其应用.北京：电子工业出版社，2007.1 [2] 杜树春.单片机 C 语言和汇编语言混合编程实例详解.北京：北京航空航天大学出版社，2006.6 工作计划： 2013.5.6 熟悉课题并查阅相关资料，同时消化吸收资料内容； 2013.5.7——2013.5.8 2013.5.9——2013.5.10 根据设计题目确定硬件设计方案，并交与指导老师修改；开始着手课题的软件设计，与指导老师进行沟通； 2013.5.13 申请领用元器件； 2013.5.14——2013.5.17 进行实物制作，并撰写课程设计报告。任务下达日期：2013 年 5 月 6 日任务完成日期：2013 年 5 月 17 日指导教师（签名）：学生（签名）：王立斌王立斌所在院部基于 51 单片机的电子密码锁专业、年级、班

单片机电子密码锁的设计(汇编语言)

一、设计总说明随着人们对安全的重视和科技的发展，许多电子智能锁（指纹识别、IC卡辨认）已在国内外相继面世。但是这些产品的特点是针对特定的指纹和有效卡，只能适用于保密要求的箱、柜、门等。而且指纹识识别器若在公共场所使用存在容易机械损坏，IC卡还存在容易丢失、损坏等特点。加上其成本较高，一定程度上限制了这类产品的普及和推广。鉴于目前的技术水平与市场的接收程度，电子密码锁是这类电子防盗产品的主流。本次基于8051单片机电子密码锁的设计，其主要具有如下功能：（1）设置6位密码，密码通过键盘输入，若密码正确，则将锁打开。（2）密码可以由用户自己修改设定（只支持6位密码），锁打开后才能改密码。修改密码之前必须再次输入密码，在输入新密码时候需要二次确以防止误操作。（3）报警、锁定键盘功能。密码输入用发光管显示，当连续3次输入错误密码，系统声光报警。电子密码锁的设计主要由三部分组成：4×4矩阵键盘接口电路、密码锁的控制电路、输出八段显示电路。另外系统还有LED提示灯等。密码锁设计的关键问题是实现密码的输入、清除、更改、开锁等功能：（1）密码输入功能：按下一个数字键，一个“－”就显示在最右边的数码管上，同时将先前输入的所有“－”向左移动一位。（2）密码清除功能：当按下清除键时，清除前面输入的所有值，并清除所有显示。（3）密码更改功能：将输入的值作为新的密码。（4）开锁功能：当按下开锁键，系统将输入与密码进行检查核对，如果确锁打开，否则不打开。主要的设计实施过程：首先，选用8051单片机，以及选购其他电子元器件。第二步，设计硬件电路。第三步，编写单片机语言实现功能。第四部，分别进行软件和硬件的调试。最后，联合软、硬件调试整个系统，完成本次课程设计。关键词：4×4矩阵键盘；8051单片机；密码锁；密码二次确认‘ 二、绪论 2.1 背景随着社会物质财富的日益增长，安全防盗已成为社会问题。而锁自古以来就是把守门户的铁将军，人们对它要求甚高，既要安全可靠地防盗，又要使用方便，这也是制锁者长期以来研制的主题。目前国内，大部分人使用的还是传统的机械锁。然而，眼下假冒伪劣的机械锁泛滥成灾，互开率非常之高。所谓互开率，是各种锁具的一个技术质量标准，也就是1把钥匙能开几把锁的比率。经国家工商局、国家内贸局、中国消协等部门对锁具市场的调查，发现个别产品的互开率居然超标26倍。为何弹子锁的“互开率”会如此之高？据有关专家人士剖析，弹子锁质量好坏主要取决于弹子数量的多少以及弹子的大小，而弹子的多少和大小受一定条件的限制。此外，即使是一把质量过关的机械锁，通过急开锁，甚至可以在不损坏锁的前提下将锁打开。机械锁的这些弊端为一种新型的锁---电子密码锁，提供了发展的空间。 2.2 电子锁电子锁是采取电子电路控制，以电磁铁或者卫星电机和锁体作为执行装置的机电一体化锁具，相比传统的机械锁具，电子锁不使用金属钥匙，保密性、精度都有很大提高。电子锁的发明思路，源自古代发明的自动机械，例如古希腊数学家赫伦的液压自动门，中国古代诸葛亮的木牛流马，它们以重力或蒸汽压力驱动，最广泛的用途乃是用在古代墓道的地

VHDL专题--电子密码锁的设计

VHDL 专题--------电子密码锁一、设计要求：设计一个简单的数字电子密码锁，密码为4位。功能： 1、密码输入：每按下一个键，要求在数码管上显示，并依次左移； 2、密码清除：清除密码输入，并将输入置为”0000”； 3、密码修改：将当前输入设为新的密码； 4、上锁和开锁。二、电路组成：为达到以上功能，可将电子密码锁分为以下几个模块： 1、键盘接口电路：键盘矩阵、键盘扫描、键盘消抖、键盘译码及按键存储。 2、电锁控制电路：数字按键输入、存储及清除。功能按键的设计。密码清除、修改与存储。电锁的激活与解除。 3、输出显示电路 BCD 译码、动态扫描电路。三、功能电路的设计： 1、键盘接口电路：矩阵式键盘工作原理：矩阵式键盘是一种常见的输入装置，在计算机、电话、手机、微波炉等各工电子产品中被广泛应用。如图所示为一3×4矩阵式键盘。矩阵式键盘以行、列形式排列，图中为4行3列，键盘上的每一个按键盘其实是一个开关电路，当某键被按下时，该按键所对应的位置就呈现逻辑0的状态，键盘的扫描可以以行扫或列扫方式进行，图中为行扫方式，KEYR3—KEYR0为扫描信号，其中的某一位为0即扫描其中的一行，具体见表1-1. 键盘扫描信号KEYR3与第一行相连，KEYR2与第二行相连，依此类推。很显然，扫描信号的变化顺序为： 0111、1011、1101、1110，周而复始。在扫描的过程中，当有键按下时，对应的键位就为逻辑0状态，从而从KEYC2..0读出的键值相应列为0.具体情况如表1-2所示：若从KEYC2..0读出的值全为1时，表示没有键被按下，则不进行按键的处理。如果的键被按下，则将

密码锁的研究与设计

《计算机控制技术》学号: 201172020143 姓名: 张淑英班级: 电子信息工程一班成绩：评语：（考试题目及要求）密码锁的研究与设计通过对计算机控制课程的学习，结合课程中对单片机知识的复习以及对计算机控制的基本原理的理解，完成了该设计。该课程作业主要是对密码锁的研究与设计。本控制器AT89C51单片机为核心键盘、显示电路，输出控制电路，告警提示电路等构成。利用目前使用的微处理器AT89C51 作为控制元件设计了一种电子密码锁。其具有可设置多组密码、多次改写和保存密码的优点，克服了普通锁需要随身携带钥匙且易丢失、保密性差的缺点，在宾馆、办公大楼、仓库、保险柜和家庭普遍适用。

目录一、课题背景及意义....................................................................................... - 3 - 二、设计要求................................................................................................... - 4 - 三、设计思路及设计方案............................................................................... - 4 - （一）设计方案选择............................................................................... - 4 - （二）总体方案思路............................................................................... - 6 - （三）系统硬件设计............................................................................... - 6 - 1.键盘设计........................................................................................ - 6 - 2. LED显示设计.............................................................................. - 7 - 3.开锁电路........................................................................................ - 7 - 4.报警电路........................................................................................ - 8 - （四）软件设计....................................................................................... - 8 - 1.键盘的读取.................................................................................... - 8 - 2.LED显示程序............................................................................... - 9 - 3.密码比较和报警程序.................................................................... - 9 - 四、程序调试................................................................................................ - 11 - （一）KEIL C51简介 ........................................................................... - 11 - （二）调试过程..................................................................................... - 11 - 五、设计总结................................................................................................. - 12 - 参考文献......................................................................................................... - 13 - 附录................................................................................................................. - 14 -