毕业设计论文

毕业设计论文 - 基于FPGA的电子密码锁设计 - 摘 要 随着电子技术的开展，具有防盗报警等功能的电子密码锁代替密码量少、平安性差的机械式密码锁已是必然趋势。电子密码锁与普通机械锁相比，具有许多独特的优点：保密性好，防盗性强，可以不用钥匙，记住密码即可开锁等。目前使用的电子密码锁大局部是基于单片机技术，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。在实际应用中，由于程序容易跑飞，系统的可靠性能较差。 本文主要阐述了一种基于现场可编程门阵列FPGA器件的电子密码锁的设计方法。用FPGA器件构造系统，所有算法完全由硬件电路来实现，使得系统的工作可靠性大为进步。由于FPGA具有现场可编程功能，当设计需要更改时，只需更改FPGA中的控制和接口电路，利用EDA工具将更新后的设计下载到FPGA中即可，无需更改外部电路的设计，大大进步了设计的效率。因此，采用FPGA开发的数字系统，不仅具有很高的工作可靠性，而且晋级也极其方便。 本文采用EDA技术，利用Quartus II工作平台和硬件描绘语言，设计了一种电子密码锁，并通过一片FPGA芯片实现。 【关键词】：p ：电子密码锁；FPGA；硬件描绘语言；EDA Abstract This paper mainly expatiates a design method of electronic password lock based upon Field Programmable Gate Array device. We use FPGA devices to construct system , all of the algorithm entirely achieved by the hardware circuit , because of FPGA has the function of ISP , when the design needs to be changed We only need to change the control and interface circuit of FPGA,EDA tools are used to download the updated design to FPGA without changing the design of the external circuit , this greatly enhance the efficiency of the design .Therefore , we use FPGA to empolder the digital system has not only high reliability but also extremely convenient of upgrading and improvement .In this paper ,we use EDA technology , Quartus II platform and hardware description language designing an electronic password lock ,and it achieved through an FPGA chip. Key words： electronic password lock；FPGA；hardware description language；EDA 目 录 1 绪论 标题局部的格式很多不对，检查修改 . 1 1.1 本课题研究的国内外现状及其开展 . 2 1.2 本课题研究的目的和意义 . 2 2 关键技术简介 . 4 2.1 FPGA硬件设计描绘 . 4 2.1.1 FPGA的设计流程 . 4 2.1.2 VHDL语言的根本构造 . 6 2.1.3 自上而下TOP DOWN的设计方法 . 7 2.2 设计语言、仿真平台与开发系统 . 8 2.3 用Quartus进展系统开发的设计流程 . 8 3 系统总体设计 . 9 3.1 电子密码锁设计的原理 . 9 3.2 方案的提出 . 10 3.3 系统设计要求 . 11 3.4 系统设计描绘 . 11 3.5 各功能模块描绘 . 12 3.6 系统流程 . 13 4 系统详细设计 . 15 4.1 输入模块 . 15 4.1.1 时序产生电路 . 15 4.1.2 按键消抖电路 . 15 4.1.3 键盘扫描电路 . 17 4.1.4 键盘译码电路 . 19 4.1.5 键盘输入模块的实现 . 20 4.2 电子密码锁控制模块 . 21 4.2.1 控制模块的描绘 . 21 4.2.2 控制模块的状态图与ASM图 . 21 4.2.3 控制模块的实现 . 23 4.3 电子密码锁显示模块 . 24 I 4.3.1 数码管显示原理 . 24 4.3.2 译码显示的实现 . 27 5 系统仿真 . 28 5.1 系统的有关编译与仿真 . 28 5.2 去抖模块的仿真 . 28 5.3 密码锁输入电路的仿真 . 29 5.4 密码锁控制电路的仿真 . 30 5.5 系统整体仿真 . 31 5.6 数码管译码器仿真 . 32 6 .完毕语 . 33 致谢 . 34 【参考文献】：p . 35 II 基于FPGA的电子密码锁设计 1 绪论 随着大规模和超大规模可编程器件在FPGA技术支持下的广泛应用，使现代化 设计计算已进入一个全新的阶段，从设计思想、设计工具一直到实现方式都发生了诸多变化。 在FPGA技术中，最为引人瞩目的是以现代电子技术为特征的逻辑设计仿真测试技术。改技术只需通过计算机就能对所设计的电子系统从不同层次的性能特点上进展一些列准确测试和仿真；在完成实际系统的设计后，还能对系统上的目的器件进展边界扫描测试。随着技术的开展，科技的日趋夜新电子密码锁种类比拟多，开展更是快。电子密码锁系统主要由电子锁体、电子密匙等局部组成，一把电子密匙里能存放多组开锁密码，用户在使用过程中可以随时修改开锁密码，更新或配制钥匙里开锁密码。一把电子锁可配制多把钥匙。下面就是如今主流电子密码锁。 遥控式电子防盗锁目前常见的遥控式电子防盗锁主要有光遥控和无线电遥控两类。键盘式电子密码锁从目前的技术程度和市场认可程度看，使用最为广泛的是键盘式电子密码锁，该产品主要应用于保险箱、保险柜和金库，还有一局部应用于保管箱和运钞车。卡式电子防盗锁使用各种“卡”作为钥匙的电子防盗锁是当前最为活泼的产品，无论卡的种类如何多种多样，按照输入卡的操作方式，都可分为接触式卡和非接触式卡两大类。生物特征防盗锁人的某些与生俱来的个性特征如手、眼睛、声音的特征几乎不可重复，作为“钥匙”就是唯一的除非被逼迫或伤害，因此，利用生物特征做密码的电子防盗锁，也特别合适金融业注重“验明正身”的行业特点。 本文介绍的基于FPGA的电子密码锁电路具有显示接口，显示时可以是明文也可以是密文星号。由于FPGA具有ISP功能，当用户需要更改时，如增加口令位数和更改口令权限管理时，只需更改FPGA中的控制和接口电路，利用EDA工具将更新后的设计下载到FPGA中即可，无需更改外部电路，这就大大进步了设计效率。而且采用FPGA设计的电子密码锁与单片机控制的电子密码锁相比构造简单、具有更高的系统保密性和可靠性。这种基于FPGA的电子密码锁可以应用在办公室、仓库、宾馆等人员经常变动的场所。 FPGA技术是现代电子工程领域的一门新技术，提供了基于计算机和信息技术的电路系统设计的方法。它是从计算机辅助设计CAD、计算机辅助制造CAM、计算机辅助测试CAT和计算机辅助工程CAE等技术开展而来的。设计者只需要对系统功能进展描绘，在FPGA工具的帮助下即可完成系统设计，从而为电子产品的设计和开发缩短了理论降低了本钱，进步了系统的可靠性。 - 1 - 第 11 页 共 11 页