《EDA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：
f1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QuartusⅡ51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QuartusⅡ51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
21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VerilogHDL或VHDL程序，并仿真编译下载验证。
f3给出完整的系统顶层模块图与波形仿真图。
3设计分案
密码锁控制器是硬件与软件的结合。根据设计要求，决定以FBDA芯片和VHDL语言设计此电子密码锁。用一片FBDA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。这种设计不仅简化了系统结构，降低了成本，更提高了系统的可靠性和保密性。另外采用可编程逻辑器件开发的数字系统，方便地升级和改进。
31系统总框图
本系统的硬件部分主要由密码锁控制电路、密码锁显示电路、LED显示电路、报警电路、密码更改与设置电路组成。整体系统框图如下图21所示。
密码锁显示电路密码锁控制电路LED显示r