21世紀人類將全面進入信息化社會，對微電子信息技術(shù)和微電子基礎(chǔ)技術(shù)將不斷提出更高的發(fā)展要求，徽電子技術(shù)仍將繼續(xù)是21世紀若干年代中最為重要的和最有活力的高科技領(lǐng)域之一。而集成電路(IC)技術(shù)在微電予領(lǐng)域占有重要的地位。伴隨著IC技術(shù)的發(fā)展，電子設(shè)計自動化(Electronic Design Auromation，EDA)已經(jīng)逐漸成為重要設(shè)計手段，其廣泛應(yīng)用于模擬與數(shù)字電路系統(tǒng)等重要領(lǐng)域。

1 電子密碼鎖的硬件電路

    如圖1所示，電子密碼鎖分為五個模塊：初始密碼鎖存模塊、輸入密碼鎖存模塊、密碼顯示模塊、比較模塊、計數(shù)模塊。具體模塊的功能敘述和VHDL語言的實現(xiàn)。

    圖1 密碼鎖結(jié)構(gòu)圖

2 初始密碼鎖存模塊

    (1)初始密碼鎖存模塊的主要功能：實現(xiàn)初始設(shè)定密碼的鎖存。當RESET為低電平時，如果不處于報警狀態(tài)，可設(shè)置密碼；如果處于報警狀態(tài)，即當反饋信號上升沿到來時，禁止安鎖。當RESET為高電平時，這時鎖存器受控于SETUP按鈕，進入安鎖狀態(tài)。其模塊圖如圖2所示。

    圖2 密碼鎖存模塊

    (2)初始密碼鎖存模塊的輸入，輸出。

    初始密碼鎖存模塊的輸入：

    RESET：系統(tǒng)的復位信號。當需要復位系統(tǒng)時（一般在密碼鎖自動報警之后），只需使RESET變?yōu)楦唠娖?RESET=‘1’)即可將整個系統(tǒng)復位，處于等待輸入密碼的狀態(tài)。

    D[3..0]：設(shè)置的電子密碼鎖的4位二進制原始密碼，可以自由的更改的。

    SETUP：初始密碼的鎖存，設(shè)置初始密碼（4位二進制數(shù)）后，再按SETUP鍵密碼有效，系統(tǒng)會自動鎖存該初始密碼。

    FK：反饋信號。把輸入的錯誤密碼的次數(shù)反饋到初始密碼鎖存模塊中，當連續(xù)輸入4次錯誤密碼時，會使系統(tǒng)的自動報警功能工作，產(chǎn)生報警信號。

    初始密碼鎖存模塊的輸出：

    Q[3..0]：輸出設(shè)置的初始密碼，在后面的顯示電路中顯示，以及在比較電路中與輸入的開鎖密碼相比較。

    (3)初始密碼鎖存模塊的VHDL語言設(shè)計

3 輸入密碼鎖存模塊

    (1)輸入密碼鎖存模塊的功能：只要按下START按鈕，輸入的密碼就進入了輸入密碼鎖存器。

    其模塊圖如圖3所示：

    圖3 輸入密碼鎖存模塊

    (2)輸入密碼鎖存模塊的輸入、輸出。

    輸入密碼鎖存模塊的輸入：

    A[3..0]：輸入我們認為的開鎖密碼。

    START：輸入密碼鎖存鍵，按下START鍵，輸入的密碼就進入輸入密碼鎖存模塊了。

    輸入密碼鎖存模塊的輸出：

    DOUT[3..0]：輸出設(shè)置的我們認為是開鎖的密碼，在后面的顯示電路中顯示，以及在比較電路中與電子密碼鎖的初始密碼相比較。

    (3)輸入密碼鎖存模塊的VHDL語言設(shè)計。

4 整體設(shè)計模塊

    (1)整體沒計模塊的輸入。

    RESET：系統(tǒng)的復位信號。當需要復位系統(tǒng)時(一般框密碼鎖自動報警之后)，只須使RESET變?yōu)楦唠娖?RESET=‘1’)即可將整個系統(tǒng)復位，處于等待輸入密碼的狀態(tài)。

    SETUP：初始密碼的鎖存。設(shè)置初始密碼（4位二進制數(shù)）后，再按SETUP鍵密碼有效，系統(tǒng)會自動鎖存該初始密碼。

    D[3..0]：設(shè)置電子密碼鎖的4位二進制原始密碼，可以自由的更改的。

    OP：輸入假定的開鎖密碼后，按下此鍵，系統(tǒng)進入開鎖狀態(tài)。

    A[3..0]：輸入假定的開鎖密碼。

    START：輸入密碼鎖存鍵，按下START鍵，輸入的密碼就進入輸入密碼鎖存模塊了。

    (2)整體設(shè)計模塊的輸出。

    SMG1：顯示原始密碼。

    SMG2：顯示輸入密碼。

    Adeng：顯示開鎖成功。

    Bdeng：顯示開鎖失敗。

    Cdeng：開鎖失敗的次數(shù)達到4次，顯示警報。

5 編譯，綜合

    Altera公司的MAX+PLUSII開發(fā)環(huán)境，由于其目的是形成可下載到可編程邏輯器件(FPGA或CPLD)中的文件，因此，編譯、綜合過程是一起的。邏輯綜合就是將較高抽象層次的描述自動轉(zhuǎn)換到較低抽象層次描述的一種方法。編譯的最終目的是為了生成可以進行仿真、定時分析及下載到可編程邏輯器件的相關(guān)文件，如*enf，*rpt，*snf，*pof等。

6 系統(tǒng)VHDL描述波形仿真

    6.1 初始密碼鎖存模塊YMM的功能仿真

    (1)當RESET為低電平時，如果不處于報警狀態(tài)，可設(shè)置密碼；如果處于報警狀態(tài)，即當反饋信號fk上升沿到來時，禁止安鎖。

    仿真波形如圖4所示：

    圖4 仿真圖一

    (2)當RESET為高電平時，這時鎖存器受控于SETUP按鈕（低電平有效），進入安鎖狀態(tài)。仿真波形如圖5所示。

    圖5 仿真圖二

    6.2 輸入密碼鎖存模塊XMM的功能仿真

    只要按下START按鈕（低電平有效），輸入的密碼就進入了輸入密碼鎖存器。

    當starC=‘0’時，鎖存器才有輸出。仿真波形如圖6所示。

    圖6 仿真圖三

    6.3 頂層文件的功能仿真

    當START=‘0’，OP=‘0’，SETUP=‘0’，輸入的密碼錯誤時，bjs=‘1’，kms=‘0’；輸入的密碼正確時，bjs=‘0’，kms=‘1’，當連續(xù)輸入四次錯誤的密碼時，jbs=‘1’，RESET是jbs的清零信號。仿真波形如圖7所示。

    圖7 仿真圖四

7 結(jié)語

    設(shè)計了基于VHDL語言的電子密碼鎖的五個模塊：初始密碼鎖存模塊、輸入密碼鎖存模塊、密碼顯示模塊、比較模塊和計數(shù)模塊。每個模塊都通過了功能仿真，并下載到FPGA芯片中，仿真和測試的結(jié)果表明每個模塊均完成了其邏輯功能。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

轉(zhuǎn)載請注明出處：拓步ERP資訊網(wǎng)http://www.ezxoed.cn/

本文標題：基于VHDL的電子密碼鎖設(shè)計

本文網(wǎng)址：http://www.ezxoed.cn/html/solutions/1401935521.html