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【案例】電子密碼鎖設(shè)計(jì)(XILINX ISE版)

發(fā)布時間：2023-10-19 | 作者：管理員 | 瀏覽量：1492

本文為明德?lián)P原創(chuàng)及錄用文章，轉(zhuǎn)載請注明出處！

一、總體設(shè)計(jì)

1.概述

本文基于明德?lián)P至簡設(shè)計(jì)法和明德?lián)P設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)計(jì)了一個基于FPGA的數(shù)字密碼鎖，實(shí)現(xiàn)了在撥碼開關(guān)條件下，按鍵設(shè)置密碼、按鍵輸入解鎖密碼，密碼正確時正確指示燈亮、密碼錯誤時或者默認(rèn)狀態(tài)錯誤指示燈亮，密碼正確時一位數(shù)碼管顯示1，其他情況顯示0。本案例的擴(kuò)展和應(yīng)用在現(xiàn)實(shí)生活中具有重大意義。在本案例的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)用了至簡設(shè)計(jì)法、計(jì)數(shù)器模板應(yīng)用等，在經(jīng)過逐步改進(jìn)、調(diào)試等一系列工作之后，最終達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)。

2. 設(shè)計(jì)目標(biāo)

（1）實(shí)現(xiàn)8位數(shù)字密碼鎖功能

（2）按鍵1、2設(shè)置密碼，按鍵1有效時設(shè)置一位密碼0，按鍵2有效時設(shè)置一位密碼1，按下8次后密碼設(shè)置完成

（3）按鍵3、4輸入密碼，按鍵3有效時輸入一位密碼0，按鍵2有效時輸入一位密碼1，按下8次后密碼輸入完成

（4）比較設(shè)置的密碼和輸入的密碼是否相同，正確時正確指示燈亮，數(shù)碼管顯示1，否則錯誤指示燈亮，數(shù)碼管顯示0；

3. 模塊功能

1) 密碼模塊實(shí)現(xiàn)功能：

SW1有效時按鍵1、2設(shè)置密碼，按鍵1有效時設(shè)置一位密碼0，按鍵2有效時設(shè)置一位密碼1，按下8次后密碼設(shè)置完成

SW2有效時按鍵3、4輸入密碼，按鍵3有效時輸入一位密碼0，按鍵2有效時輸入一位密碼1，按下8次后密碼輸入完成

2) 數(shù)碼管顯示模塊實(shí)現(xiàn)功能

密碼正確時數(shù)碼管顯示1，否則顯示0；

3) led模塊實(shí)現(xiàn)功能：

密碼正確時led_y指示燈亮，否則led_n指示燈亮；

4) 按鍵模塊實(shí)現(xiàn)功能

將外來異步信號打兩拍處理，將異步信號同步化；

實(shí)現(xiàn)20ms按鍵消抖功能，并輸出有效按鍵信號；

4. 信號定義

1）頂層模塊Lock_Top.v

信號	定義
clk	系統(tǒng)時鐘
rst_n	低電平復(fù)位信號
key_in	按鍵輸入
sw	撥碼開關(guān)
led_y	正確指示燈
led_n	錯誤指示燈
seg_sel	數(shù)碼管位選信號
segment	數(shù)碼管顯示信號

2)密碼模塊password.v

信號	定義
clk	系統(tǒng)時鐘
rst_n	低電平復(fù)位信號
key_vld	按鍵有效
SW	撥碼開關(guān)
password_set	設(shè)置的密碼
password_shift	輸入的密碼

3）數(shù)碼管顯示模塊sel_disp.v

信號	定義
clk	系統(tǒng)時鐘
rst_n	低電平復(fù)位信號
password_set	設(shè)置的密碼
password_shift	輸入的密碼
seg_sel	數(shù)碼管位選信號
segment	數(shù)碼管顯示信號