EDA4位密码锁的课程设计

EDA 课程设计报告书课题名称 四位数字密码锁的设计 姓 名学 号 院 系 专 业 指导教师年 月 日※※※※※※※※※ ※※※※ ※※※※※※※※※※※级学生EDA 课程设计设计任务及要求：（1）设计任务：本课程设计要求设计的数字密码锁密码为4位，由密码锁输入电路、码锁控制电路、密码锁处理电路、显示电路四大部分组成，将各电路组合起来，构成了一个完整的电子密码锁。

（2）设计要求：①、密码输入：每按一个数字键，就输入一个数值，且将在显示器上的最右上方显示出该数字，并将先前已经输入的数据依序左移一位。

②、数码清除：按下此键可以清除前面所有的输入值，清除成为“0000”。

③、密码修改：按下此键时将目前的数字设定成新的密码。

④、激活电锁：按下此键可将密码锁上锁，红色LED灯将闪烁一次。

⑤、解除电锁：按下此键会检查输入的密码是否正确，若绿色LED亮则表示密码正确，密码锁将解锁。

指导教师签名：年月日二、指导教师评语：指导教师签名：年月日三、成绩验收盖章年月日四位数字密码锁的设计1 设计目的随着人们生活水平的提高，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简单，被撬的事件屡见不鲜，电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的喜爱,电子密码锁的使用也体现了人们消费水平、保安意识和科技水平的提高,而且避免了携带甚至丢失钥匙的麻烦。

2 设计的主要内容和要求设计一个简单的数字电子密码锁，密码为 4 位。

要求具备如下功能：(1)如果输入数字键，第一个数字会从数码管的最右端开始显示，此后每按下一个数字键，数码管上的数字必须往左移动一格，以便将新的数字显示出来。

(2)本密码锁为四位密码锁，当输入的数字超过四个时，不会显示第四个以后的数字。

(3)按下密码清零键，清除所有输入的数字，清除成为“0000”，即做归零动作。

(4)按下解锁键，检查输入的密码是否正确，若解锁指示灯（绿色LED灯）闪烁一次，即表示密码正确（开锁）。

电子与信息工程学院EDA课程设计报告（2011 —2012 学年第一学期）课程名称：EDA课程设计与实现班级：电子0903学号：姓名：指导教师：陈智萍2011年09月一、目的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。

二、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。

四位密码锁电路课程设计报告一、设计要求设计一种四位密码锁电路，需要具备以下功能：1. 开关控制：设有一个开关，可以开启或关闭密码锁电路。

2. 设置密码：密码为四位数字，可以自由设置。

3. 输入密码：密码通过数码管实时显示，可以输入四位数字的密码。

4. 锁定/解锁：输入正确的密码后，可以解锁，否则锁定密码锁。

5. 报警提示：在输入错误密码超过三次的情况下，会有报警提示。

二、电路设计1. 功能分析要实现以上要求的四位密码锁设计，可以将电路分为以下部分：1.1 时钟信号控制器：使用定时器生成一个，50ms的定时器中断来产生时钟信号，控制键盘扫描和密码输送。

1.2 数码管驱动：使用74LS47电路进行数码管动态扫描驱动。

同时，用4094低频同步移位寄存器输出数码管所显示的数字。

1.3 锁控制电路：使用继电器电路来实现锁的控制。

1.4 按键输入电路：使用74LS74 D触发器和IP3386A电位器来实现按键的输入。

1.5 密码比较电路：使用四路与非门来进行密码的比较操作。

1.6 报警提示：使用蜂鸣器进行声音提示。

2. 详细设计2.1 时钟信号控制器时钟信号控制器由XTAL时钟电路、定时器电路和键盘扫描电路组成。

2.1.1XTAL时钟电路XTAL时钟电路的工作原理是在石英晶体的两端加了一对金属片，当晶体被振动时，金属片之间产生的压电效应会生成一个稳定的频率和幅度的交变电压信号，这个信号的频率稳定高，精度高。

因此本电路选用4MHZ的外接石英晶体。

2.1.2 定时器电路定时器电路主要由1个555定时器芯片构成。

555定时器芯片是一种多功能集成电路，主要有两种工作方式：单稳态和多稳态。

本电路采用555定时器来实现一个50ms定时器。

2.1.3 键盘扫描电路键盘采用4×3的矩阵键盘，采用行列扫描方式进行扫描。

用74LS74 D触发器将键盘的行信号和处理器的时钟信号连接，通过对D触发器读写的方式来实现行信号的输入和输出。

摘要随着数字集成技术和电子设计自动化(EDA)技术的迅速发展，数字密码锁应运而生。

本文采用先进的EDA技术，利用QUARTUS Ⅱ工作平台和VHDL语言，设计了一种新型的数字密码锁,它不但可以完成锁具的基本功能，还能附加一些其他的智能，例如：报警、识别功能，数字密码锁具功能齐全，安全系数高，有机械锁无可比拟的优越性，它的造价成本低，易于操作，越来越受到众多客户的青睐，可以优先占领市场有利份额。

关键词：EDA技术 quartusⅡ工作平台 VHDL语言数字密码锁目录1 引言 (1)1.1课程设计背景 (1)1.2课程设计目的 (1)1.3课程设计内容 (2)2 数字密码锁设计 (2)2.1系统设计 (2)2.2模块功能 (2)2.2.1控制模块 (2)2.2.2比较模块 (3)2.2.3寄存模块 (5)3 仿真分析 (6)3.1控制模块的仿真 (6)3.2比较模块的仿真 (7)3.3寄存模块的仿真 (8)3.4系统的仿真波形 (9)3.5系统的引脚锁定 (11)4 总结 (11)参考文献 (13)1引言1.1 课程设计背景随着社会的发展和人们生活水平的提高，人们的安全意识的加强，安全防盗已成为社会问题。

自古以来锁在人们的生活中扮演着重要的角色，人们对其要求也较高，希望锁既要安全可靠地防盗，又要使用方便。

目前使用广泛的弹子锁由于要携带钥匙，经常更换锁芯等缺点，已经渐渐变得难以满足当前社会对于安全防盗的要求。

而数字密码锁由于其高安全性、低成本、易操作、密码可更换等优点受到越来越多人的欢迎。

随着现代电子技术的迅速发展,ASIC 技术的日趋进步和完善，数字系统的硬件设计正朝着速度快、体积小、容量大、重量轻的方向发展。

目前大部分密码锁采用单片机进行设计，电路比较复杂，性能不够灵活。

而硬件描述语言VHDL的出现，则为设计者提供了一种用形式化方法来描述数字系统硬件电路的方法。

VHDL 具有强大的系统描述能力、规范的程序设计结构、灵活的语句表达风格和多层次的仿真测试手段。

课程设计密码锁4位一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握4位密码锁的基本原理和制作方法。

知识目标要求学生掌握密码锁的组成部分、工作原理以及相关的电子电路知识。

技能目标则侧重于学生的动手能力，要求学生能够独立完成一个4位密码锁的制作并进行基本的调试。

情感态度价值观目标则在于培养学生对科学探究的兴趣，提高他们的创新意识和实践能力。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括4位密码锁的原理、组成、制作方法和调试技巧。

具体的教学大纲安排如下：1.第1-2课时：介绍密码锁的基本原理和组成部分，讲解电子电路的相关知识。

2.第3-4课时：教授4位密码锁的制作方法，包括电路设计、焊接、调试等步骤。

3.第5-6课时：讲解密码锁的编程方法，让学生了解如何通过编程实现密码的设置、修改和验证。

4.第7-8课时：进行实践操作，学生分组完成4位密码锁的制作，并进行调试和总结。

三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。

包括：1.讲授法：用于讲解密码锁的基本原理和相关知识。

2.实践操作法：让学生亲自动手制作和调试密码锁，增强实践能力。

3.小组讨论法：鼓励学生分组讨论，分享制作过程中的心得和问题，培养团队协作能力。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用《电子技术基础》等教材，为学生提供理论知识的学习。

2.参考书：提供《电子制作实战》等相关书籍，方便学生课后拓展阅读。

3.多媒体资料：制作课件、视频等资料，帮助学生更好地理解密码锁的原理和制作过程。

4.实验设备：准备电路实验板、元器件等设备，确保学生能够顺利进行实践操作。

五、教学评估本课程的评估方式将包括平时表现、作业、考试等多个方面，以全面客观地评价学生的学习成果。

平时表现将占课程总评的30%，主要评估学生在课堂上的参与程度、提问和回答问题的表现等。

作业将占课程总评的40%，包括课堂练习和课后作业，主要评估学生的理解和应用能力。

eda电子密码锁课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解EDA（电子设计自动化）的基本概念，掌握其在电子密码锁设计中的应用。

2. 学习并掌握电子密码锁的基本原理，包括密码设置、存储、识别和验证过程。

3. 掌握电子密码锁设计中涉及的电子元件、电路图绘制及电路功能。

技能目标：1. 能够运用EDA软件完成电子密码锁的电路设计，具备基本的电路仿真能力。

2. 能够运用编程语言（如C语言）编写简单的密码验证程序，实现电子密码锁的功能。

3. 学会使用常见的电子测量工具，对电子密码锁进行调试和故障排查。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对EDA技术及其在电子设计中的应用产生兴趣，激发学生的创新意识和探索精神。

2. 培养学生团队协作意识，提高沟通与协作能力，学会共同解决问题。

3. 增强学生的安全意识，了解电子密码锁在实际应用中的重要性，培养学生的责任心。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，注重理论知识与实际操作相结合，旨在提高学生的实际动手能力和创新能力。

学生特点：学生具备一定的电子基础知识，对EDA技术有一定了解，但对电子密码锁的设计和制作相对陌生。

教学要求：结合课程性质、学生特点，将课程目标分解为具体的学习成果，通过理论教学、实践操作、团队协作等多种教学方式，确保学生能够达到课程目标。

同时，注重过程评估和成果评估，以提高教学效果。

二、教学内容根据课程目标，教学内容分为以下三个部分：1. 理论知识学习- 电子设计自动化（EDA）基本概念与原理- 电子密码锁的工作原理及其电路组成- 密码学基础，包括密码设置、存储和验证方法教学大纲：参照教材相关章节，安排2个课时进行理论知识学习。

2. 实践操作与技能培养- EDA软件使用，包括电路图绘制、仿真与调试- 编程语言（C语言）基础，编写密码验证程序- 电子元件识别与使用，完成电子密码锁的搭建教学大纲：实践操作部分安排4个课时，分为两次课程完成。

3. 团队协作与创新能力培养- 分组讨论，共同设计电子密码锁方案- 成果展示，组间交流与评价- 故障排查与优化，提高电子密码锁的安全性与稳定性教学大纲：团队协作部分安排2个课时，在实践操作过程中穿插进行。

EDA课程设计—电子密码锁————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2目录摘要 (1)1绪论 (2)1.1电子密码锁简介 (2)1.2电子密码锁的国内外研究现状和发展趋势 (2)1.3 EDA技术及VHDL语言 (3)2电子密码锁总体设计 (5)2.1总体设计方案 (5)2.2设计思路简述 (6)2.3整体组装设计原理图 (7)3单元模块程序设计 (8)3.1 电子密码锁输入模块 (8)3.1.1输入模块程序 (8)3.1.2输入模块单元 (11)3.1.3输入模块仿真 (11)3.2电子密码锁系统控制模块 (11)3.2.1 控制模块程序 (12)3.2.2 控制模块单元 (14)3.2.3 控制模块仿真图 (14)3.3电子密码锁系统显示模块 (15)3.3.1 显示模块程序 (15)3.3.2 显示模块单元 (16)3.3.3 显示模块仿真 (16)4小结 (17)参考文献 (18)电子密码锁设计摘要随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题逐渐变的尤为突出，传统的机械锁由于其构造简单，故安全性能不容乐观，同时电子技术的高速发展使得具有防盗报警等功能的电子密码锁代替密码量少、安全性差的机械式密码锁已是必然趋势。

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。

目前设计密码锁的方法有很多，而用VHDL可以更加快速、灵活地设计出符合各种要求的密码锁，优于其他设计方法。

关键字：家庭防盗安全电子密码锁VHDL11绪论1.1电子密码锁简介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。

4位数字代码锁1.设计一个保险箱用的4位数字代码锁，该锁有规定的地址代码A 、B 、C 、D4个输入端和一个开箱钥匙孔信号E 的输入端，锁的代码由实验者自编。

当用钥匙开箱时，如果输入的4个代码正确，保险箱被打开；否则，电路将发出警报（可用发光二极管亮表示）。

题目要求以A 、B 、C 、D4个输入端和一个开箱钥匙锁信号E 的输入端，所以我们考虑后采用74LS151的多路复用器来解决这个问题，然后将A 、B 、C 、D4个输入端设置一个预设的密码（本数字代码锁采用的密码为0001），在卡诺图中画出，然后对4个变量进行降维处理。

然后在输出端再加上一个双输入的与门来代表钥匙端，进行验证。

则卡诺图如下：AB CD 00 01 11 1000011110则降维后：ABC 00 01 11 101则D 对应74LS151的D0端。

下面是逻辑电路的设计图：0 1 0 0 0 0 0 00 0 0 00 0 0 0D 0 0 00 0 0 0下面对上图作一定解释，对应降维后的卡诺图，则D0~D7的接法如图，D1~D7与GN直接接地（卡诺图中对应为0），D0则直接接D对应的输入。

A、B、C的接口按低位到高位接入C、B、A端。

然后输出Y与钥匙E端共同输入一个与门，则此与门的输出F与发光二极管相连。

其反输出WN（即G）则接入门铃。

其总的工作原理即：输入正确密码后Y输出为D0，即为D此时的输入为“1”，当E端钥匙也正确时输出也为“1”，此时与门F输出为“1”，此时则F端与发光二极管相连，发光二极管发光，反之密码错误则从G输出“1”，此时G端与电铃相连，则电铃发出铃声报警。

其真值表如下：ABCD Y0000 00001 10010 00011 00100 00101 00110 00111 01000 01001 01010 0下面对实际设计的程序进行仿真。

其仿真波形图如下：其设计代码如下：以上则是所完成课程设计， 望老师检查 。

EDA 课程设计报告书课题名称 四位数字密码锁的设计 姓 名学 号 院 系 专 业 指导教师年 月 日※※※※※※※※※ ※※※※ ※※※※※※※※※※※级学生EDA 课程设计设计任务及要求：（1）设计任务：本课程设计要求设计的数字密码锁密码为4位，由密码锁输入电路、码锁控制电路、密码锁处理电路、显示电路四大部分组成，将各电路组合起来，构成了一个完整的电子密码锁。

（2）设计要求：①、密码输入：每按一个数字键，就输入一个数值，且将在显示器上的最右上方显示出该数字，并将先前已经输入的数据依序左移一位。

②、数码清除：按下此键可以清除前面所有的输入值，清除成为“0000”。

③、密码修改：按下此键时将目前的数字设定成新的密码。

④、激活电锁：按下此键可将密码锁上锁，红色LED灯将闪烁一次。

⑤、解除电锁：按下此键会检查输入的密码是否正确，若绿色LED亮则表示密码正确，密码锁将解锁。

指导教师签名：年月日二、指导教师评语：指导教师签名：年月日三、成绩验收盖章年月日四位数字密码锁的设计1 设计目的随着人们生活水平的提高，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简单，被撬的事件屡见不鲜，电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的喜爱,电子密码锁的使用也体现了人们消费水平、保安意识和科技水平的提高,而且避免了携带甚至丢失钥匙的麻烦。

2 设计的主要内容和要求设计一个简单的数字电子密码锁，密码为 4 位。

要求具备如下功能：(1)如果输入数字键，第一个数字会从数码管的最右端开始显示，此后每按下一个数字键，数码管上的数字必须往左移动一格，以便将新的数字显示出来。

(2)本密码锁为四位密码锁，当输入的数字超过四个时，不会显示第四个以后的数字。

(3)按下密码清零键，清除所有输入的数字，清除成为“0000”，即做归零动作。

(4)按下解锁键，检查输入的密码是否正确，若解锁指示灯（绿色LED灯）闪烁一次，即表示密码正确（开锁）。

1概述和设计要求1.1概述随着科技的发展，电子产品的应用越来越广泛，电子电路的设计也越来越重要。

随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变得尤其的突出，传统的机械锁由于结构简单，被撬的事件屡见不鲜，电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到广大用户的亲昵。

同时随着电子产品向智能化和微型化的不断发展，数字逻辑电路电子芯片已成为电子产品研制和开发首选的控制器。

用电子逻辑电路设计的密码锁经实际操作表明，该密码锁具有安全、实用、成本低等优点，符合一般用锁的需要，具有一定的现实意义。

在本次课程设计中，我的的题目是电子密码锁，由输入密码、设定密码、寄存电路、比较电路、显示电路、修改密码组成。

主要工作部分是将输入密码与正确密码进行比较，密码正确时红色发光二极管亮，表示开锁成功，密码错误则蜂鸣器响三秒，表示开锁失败。

同时经过显示译码器作用到数码显示器显示密码。

随着电子产品向智能化和微型化的不断发展，数字逻辑电路电子芯片已成为电子产品研制和开发首选的控制器。

1.2设计要求利用基于所学EDA以及Quartusll7.2软件相关知识设计一个具有较高安全性和较低成本的通用电子密码锁，其具体功能要求如下：(1)数码输入：每按下一个数字键，就输入一个数值，并在显示器上的最右方显示出该数值，同时将先前输入的数据依序左移一个数字位置。

(2)数码清除：按下此键可清除前面所有的输入值，清除成为0000'。

(3)密码更改：按下此键时会将目前的数字设定成新的密码。

(4)激活电锁：按下此键可将密码锁上锁。

(5)解除电锁：按下此键会检查输入的密码是否正确，密码正确即开锁。

2功能模块整体结构设计作为通用电子密码锁，主要由三个部分组成：数字密码输入电路、密码锁控制电路和密码锁显示电路。

根据以上选定的输入设备和显示器件，并考虑到实现各项数字密码锁功能的具体要求，整个电子密码锁系统的总体组成框图如图2.1所示。

(1)密码锁输入电路包括时序产生电路、键盘扫描电路、键盘弹跳消除电路、键盘译码电路等几个小的功能电路。

EDA课程设计——电子密码锁一、设计目的：在学习完大部分内容后，设计一个功能和市面上一模一样的“4位数电子密码锁”，可让学生学习查找相关资料，并对小型项目开发有一定的认识。

使学生能进行模块化设计，对每部分电路进行讨论、说明与仿真验证，最后在整合起来。

二、所需器材：本设计所需的硬件主要有：矩阵键盘、七段译码器，七段管脚数码管。

三、设计内容和要求：1、数码输入：每按下一个数字键，就输入一个数值，并在显示器上的最右方显示，将先前的输入数据依序左移一个数字位置。

2、数码清除：按下此键可清除之前所有的输入值，清除成为“0000”。

3、密码更改：按下此键时会将目前的数字设定成新的密码。

4、激活电锁：按下此键可将密码锁上锁。

5、解除电锁：按下此键会检查输入的密码是否正确，密码正确即开锁。

四、设计程序和调试情况：实验程序如下：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity key_led isport (x :in std_logic_vector(3 downto 0);y :out std_logic_vector(3 downto 0);clk :in std_logic;clr :in std_logic;ch_code :in std_logic;dx :out std_logic_vector(6 downto 0);wx :out std_logic_vector( 3 downto 0);open_key :out std_logic);end key_led;architecture one of key_led issignal count :std_logic_vector(10 downto 0);signal clk_key :std_logic;signal clk_key_1 :std_logic;signal clk_led :std_logic;signal key_in_0 :std_logic_vector(7 downto 0);signal key_in :std_logic_vector(4 downto 0);signal y_0 :integer range 0 to 3;signal y_temp :std_logic_vector(3 downto 0);signal SG :std_logic_vector(6 downto 0);signal j :std_logic_vector(2 downto 0);signal i :std_logic_vector(2 downto 0);signal i_test :std_logic_vector(2 downto 0);subtype one is std_logic_vector(6 downto 0);type two is array (3 downto 0) of one;signal Q :two;signal code :two;signal key_count :std_logic_vector(2 downto 0);beginfrequency division:process(clk)beginif(clk'event and clk='1') thenif(count="11111111111") thencount<=(others=>'0');else count<=count+1;end if;end if;end process;clk_key<=count(1);clk_led<=count(0);--再产生clk_key_1分频。

eda课程设计 电子密码锁一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解电子密码锁的基本原理，掌握其电路组成及功能。

2. 学生能够了解数字电路的基本知识，包括逻辑门、触发器等，并运用这些知识分析电子密码锁的工作原理。

3. 学生能够掌握二进制与十进制的转换方法，并应用于电子密码锁的设计。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识设计并搭建简单的电子密码锁电路。

2. 学生能够通过实际操作，调试并优化电子密码锁的性能。

3. 学生能够运用EDA软件（如Multisim、Protel等）进行电子密码锁电路的设计、仿真和测试。

情感态度价值观目标：1. 培养学生动手实践、解决问题的能力，增强自信心和成就感。

2. 培养学生团队协作精神，学会沟通与分享，提高合作能力。

3. 增强学生对电子科技的兴趣和热爱，激发创新意识和潜能。

课程性质分析：本课程为电子技术实践课程，注重理论联系实际，强调学生的动手能力和创新能力。

学生特点分析：学生处于高中阶段，具有一定的电子基础和逻辑思维能力，对实践操作充满兴趣。

教学要求：结合课程性质和学生特点，将课程目标分解为具体的学习成果，以项目为导向，引导学生通过实践探索，完成电子密码锁的设计与制作。

在教学过程中，注重启发式教学，鼓励学生提问、思考、解决问题，培养其创新能力和实际操作能力。

后续教学设计和评估将以此为基础，确保学生达到预定的学习成果。

二、教学内容1. 理论知识：- 数字电路基础知识：逻辑门、触发器、计数器等；- 电子密码锁原理：锁体结构、电路设计、密码设置与识别；- 二进制与十进制转换方法及其应用。

2. 实践操作：- 使用EDA软件（如Multisim、Protel）进行电子密码锁电路设计；- 搭建电子密码锁电路，进行实际操作和调试；- 分析并优化电子密码锁性能，提高其安全性。

3. 教学大纲：- 第一阶段：数字电路基础知识学习，占总课时1/3；- 第二阶段：电子密码锁原理学习，占总课时1/3；- 第三阶段：实践操作，包括EDA软件使用、电路搭建、调试与优化，占总课时1/3。

绍兴文理学院数理信息学院课程设计报告书题目电子密码锁设计姓名XXX学号XXX专业班级电信指导教师时间2013年1月14日课程设计任务书 班 级电信XXX 姓 名 XXX题目电子密码锁设计 技术参数、设计要求、检测数据等在EDA 实验箱上利用FPGA 、4*4键盘及数码管实现电子密码锁，功能要求如下： ● 模拟实现电子密码锁的开锁、解锁、改密码等基本功能 ● 实现万能密码功能 ● 当用户密码连续3次输入错误时，报警并锁定键盘 ● 当用户密码输入时间超过一定值（如30秒）时，提示超时 ● 在密码设置状态下输入密码时，所输入数字在数码管显示；其余状态下，所输密码在对应数码管上以特殊字符屏蔽显示 设计进度安排或工作计划 2013.1.4 ~2013.1.4： 任务分配，熟悉课题，查询相关资料，出方案初稿。

2013.1.5~2013.1.5： 方案交流并定稿，划分设计模块，课程设计开展。

2013.1.6~2013.1.7： 各模块设计实现及调试、验证。

(其中8、9 号暂停)2013.1.10~2013.1.13： 设计整体实现、调试及验证，并开始撰写报告。

2013.1.14~2013.1.15： 设计完成，课程设计报告撰写并定稿，上交。

其它认真阅读EDA 技术课程设计报告撰写规范；课题小组经协商好要指定组长并明确分工，形成良好团队工作氛围；基于课题基本要求，各小组课再细化、增加要求；课题小组每成员均需各自撰写一份课程设计报告。

电子密码锁设计摘要本文介绍了一种采用单片FPGA芯片进行电子密码锁的设计方法，主要阐述如何使用新兴的EDA器件取代传统的电子设计方法，利用FPGA的可编程性，简洁而又多变的设计方法，缩短了研发周期。

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。

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。

绍兴文理学院数理信息学院课程设计报告书题目电子密码锁设计姓名XXX学号XXX专业班级电信指导教师时间2013年1月14日课程设计任务书 班 级电信XXX 姓 名 XXX题目电子密码锁设计 技术参数、设计要求、检测数据等在EDA 实验箱上利用FPGA 、4*4键盘及数码管实现电子密码锁，功能要求如下： ● 模拟实现电子密码锁的开锁、解锁、改密码等基本功能 ● 实现万能密码功能 ● 当用户密码连续3次输入错误时，报警并锁定键盘 ● 当用户密码输入时间超过一定值（如30秒）时，提示超时 ● 在密码设置状态下输入密码时，所输入数字在数码管显示；其余状态下，所输密码在对应数码管上以特殊字符屏蔽显示 设计进度安排或工作计划 2013.1.4 ~2013.1.4： 任务分配，熟悉课题，查询相关资料，出方案初稿。

2013.1.5~2013.1.5： 方案交流并定稿，划分设计模块，课程设计开展。

2013.1.6~2013.1.7： 各模块设计实现及调试、验证。

(其中8、9 号暂停)2013.1.10~2013.1.13： 设计整体实现、调试及验证，并开始撰写报告。

2013.1.14~2013.1.15： 设计完成，课程设计报告撰写并定稿，上交。

其它认真阅读EDA 技术课程设计报告撰写规范；课题小组经协商好要指定组长并明确分工，形成良好团队工作氛围；基于课题基本要求，各小组课再细化、增加要求；课题小组每成员均需各自撰写一份课程设计报告。

电子密码锁设计摘要本文介绍了一种采用单片FPGA芯片进行电子密码锁的设计方法，主要阐述如何使用新兴的EDA器件取代传统的电子设计方法，利用FPGA的可编程性，简洁而又多变的设计方法，缩短了研发周期。

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。

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。

四位密码锁电路课程设计报告密码锁是现代社会中非常普遍的安全保障设备，它可以通过输入正确的密码来解除锁定。

在本次课程设计中，我们将使用数字电子技术设计一个四位密码锁电路。

二、设计原理密码锁电路的设计可以分为四个部分：输入模块、比较模块、控制模块和显示模块。

输入模块：密码锁的输入模块通常采用矩阵键盘。

我们将使用一个4x4的矩阵键盘，其中每个按键都有一个唯一的行列值。

比较模块：比较模块的作用是将输入的密码与预设的密码进行比较，只有当两者相同时，密码锁才能解锁。

在本次课程设计中，我们将使用74LS181芯片来实现比较模块。

控制模块：控制模块的作用是控制电路的工作状态，包括判断是否解锁、控制锁的状态等。

我们将使用AT89C51单片机作为控制模块。

显示模块：显示模块的作用是显示当前密码锁的状态，包括输入的数字以及是否解锁。

在本次课程设计中，我们将使用数码管作为显示模块。

三、硬件设计1. 矩阵键盘矩阵键盘使用横排4个针脚和竖排4个针脚，共计8个针脚。

我们将针脚分别接到P0口和P2口，并使用4个输出口和4个输入口来扫描键盘。

2. 74LS181芯片74LS181芯片是一种4位全加器，可以将两个4位二进制数进行加减运算，并输出运算结果。

在本次课程设计中，我们将使用74LS181芯片来实现比较模块。

3. AT89C51单片机AT89C51单片机是一款8位CMOS微控制器，具有丰富的接口功能。

在本次课程设计中，我们将使用AT89C51单片机作为控制模块。

4. 数码管数码管是一种数字显示器件，可以显示0~9的数字。

在本次课程设计中，我们将使用共阳数码管，将其8个针脚分别接到P1口和P3口。

四、软件设计1. 锁定状态当密码锁处于锁定状态时，数码管显示“0000”，这表示当前密码尚未输入。

当用户按下一个按键时，单片机将扫描键盘输入并将其保存到一个缓冲区中，之后再将其显示在数码管上。

2. 输入状态当用户输入了四个数字后，单片机将把缓冲区中的数字与预设的密码进行比较。

摘要随着数字集成技术和电子设计自动化(EDA)技术的迅速发展，数字密码锁应运而生。

本文采用先进的EDA技术，利用QUARTUS Ⅱ工作平台和VHDL语言，设计了一种新型的数字密码锁,它不但可以完成锁具的基本功能，还能附加一些其他的智能，例如：报警、识别功能，数字密码锁具功能齐全，安全系数高，有机械锁无可比拟的优越性，它的造价成本低，易于操作，越来越受到众多客户的青睐，可以优先占领市场有利份额。

关键词：EDA技术 quartusⅡ工作平台 VHDL语言数字密码锁目录1 引言 (1)1.1课程设计背景 (1)1.2课程设计目的 (1)1.3课程设计内容 (2)2 数字密码锁设计 (2)2.1系统设计 (2)2.2模块功能 (2)2.2.1控制模块 (2)2.2.2比较模块 (3)2.2.3寄存模块 (5)3 仿真分析 (6)3.1控制模块的仿真 (6)3.2比较模块的仿真 (7)3.3寄存模块的仿真 (8)3.4系统的仿真波形 (9)3.5系统的引脚锁定 (11)4 总结 (11)参考文献 (13)1引言1.1 课程设计背景随着社会的发展和人们生活水平的提高，人们的安全意识的加强，安全防盗已成为社会问题。

自古以来锁在人们的生活中扮演着重要的角色，人们对其要求也较高，希望锁既要安全可靠地防盗，又要使用方便。

目前使用广泛的弹子锁由于要携带钥匙，经常更换锁芯等缺点，已经渐渐变得难以满足当前社会对于安全防盗的要求。

而数字密码锁由于其高安全性、低成本、易操作、密码可更换等优点受到越来越多人的欢迎。

随着现代电子技术的迅速发展,ASIC 技术的日趋进步和完善，数字系统的硬件设计正朝着速度快、体积小、容量大、重量轻的方向发展。

目前大部分密码锁采用单片机进行设计，电路比较复杂，性能不够灵活。

而硬件描述语言VHDL的出现，则为设计者提供了一种用形式化方法来描述数字系统硬件电路的方法。

VHDL 具有强大的系统描述能力、规范的程序设计结构、灵活的语句表达风格和多层次的仿真测试手段。

.目录第1章概述 (2)第2章设计要求 (2)第3章总体框图 (2)第4章功能模块 (4)4.1 输入模块 (4)4.2 控制模块 (7)4.3 显示模块 (15)第5章总体设计电路图 (17)第6章设计心得体会 (19)参考文献 (20)第1章概述电子密码锁在生活中十分常见，在这我将设计一个具有较低成本的电子密码锁，本文讲述了我整个设计过程及收获。

讲述了电子密码锁的的工作原理以及各个模块的功能，并讲述了所有部分的设计思路，对各部分电路方案的选择、元器件的筛选、以及对它们的调试、对波形图的分析，到最后的总体图的分析。

第2章设计要求本设计名称为电子密码锁，用四个模块，分别为输入模块、控制模块、扫描器模块、显示模块，来控制密码的输入、验证与显示。

设计所要实现的功能为：1 数码输入：手动用3个拨码开关与3个按键设计三位密码的输入，并在显示器显示出该数值。

2 数码验证：开锁时输入密码后,拨动 RT键使其为高电平，而CHANGE为低电平检测，密码正确时开锁，输出LOCKOPEN灯灭，LOCKCLOSE灯亮，表示开锁成功。

3 错误显示：当密码输入错误时，LOCKOPEN灯亮，LOCKCLOSE灯灭，表示开锁失败。

4 更改密码：当改变密码时，按下CHANGE键使其为高电平，而RT为低电平时，可改变密码。

5 密码清除：按下REST可清除前面的输入值，清除为“888”。

第3章总体框图1）设计方案：电子密码锁，主要由三部分组成：密码输入电路、密码锁控制电路和密码锁显示电路。

作为电子密码锁的输入电路，可选用的方案有拨码与按键来控制输入和触摸式键盘输入等多种。

拨码与按键和触摸式4*4键盘相比简单方便而且成本低，构成的电路简单，本设计中采用拨码与按键来作为该设计的输入设备。

数字电子密码锁的显示信息电路可采用LED数码显示管和液晶屏显示两种。

液晶显示具有高速显示、可靠性高、易于扩展和升级的特点，但是普通的液晶存在亮度低、对复杂环境适应能力差的特点，但是在本设计中任然使用LED数码管。