毕业设计论文_基于FPGA的电子密码锁设计

基于FPGA的电子密码锁设计一、设计要求：1、开锁代码为8位二进制，当输入代码的位数和位值与锁内给定的密码一致，且按规定程序开锁时，方可开锁，并点亮开锁指示灯。

否则，系统进入“错误”状态，并发出报警信号。

2、开锁程序有设计者确定，并要求所内给定的密码可调，且预置方便，保密性好。

3、串行电子密码锁的报警方式是点亮指示灯，并使喇叭鸣叫报警，直到按下复位开关，报警才停止。

此时，电子密码锁又进入等待下一次开锁的状态。

二．设计说明与提示：1.该题目的主要任务是产生一个开锁信号OPEN,而开锁信号的形成条件是，输入代码和已设密码相同。

实现这种功能的电路构思有多种，本题目运用两片8位锁存器，一片存入密码，另一片输入开锁代码，通过比较的方式，若两者相等，则形成开锁信号。

2．在开锁信号产生时，要求输出声，光信号，声音的产生由开锁信号触动扬声器工作，光信号由开锁信号点亮LED指示灯。

3．用按钮开关的第一个动作信号触发一个5秒定时器，若5秒内无开锁信号产生，让扬声器发出特殊音响，以示警告，并输出一个信号推动LED不断闪烁。

三．设计思想：电子密码锁的系统结构框图分成两大部分:控制器和处理器。

整个系统的输入信号有一个时钟脉冲CLK ,输出信号有表示开锁，关锁信号的红灯，绿灯以及报警信号SPEAKER。

控制器中的所有按键按下时均为高电平,即高电平有效。

RW 为“密码设定”信号, OK 为“确定”信号, RED=‘0’GREED=‘1’为开锁信号CNT 表示上一位密码正确时,控制器给出的可进行下一位二进制密码比较的信号,OPEN=‘1’为控制器给出的锁开信号, OPEN=‘0’为控制器给出的密码错误信号。

处理器中有一个计数器,计数器C1用是用来记录从第一个按钮触动后的5秒内若未将锁打开（即输入正确密码时间超过5秒），则电路自动复位并进入自锁状态，使之无法再打开，并由扬声器发出持续20秒的报警信号。

四、设计程序与部分分析：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity lock_m isport(key:in std_logic_vector(7 downto 0);clk,clk1,ok,rw: in std_logic;red,green,speaker,rwled,okrw:out std_logic);end lock_m;architecture behav of lock_m issignal ok1,ok2,ok0,prr,start,pdan,rw1,rin:std_logic :='0';signal sbuf1,sbuf2,keyin:std_logic_vector(7 downto 0):="";signal mmst: std_logic_vector(7 downto 0):="";signal cnt:std_logic_vector(2 downto 0):="000";signal cnt1:std_logic_vector(4 downto 0):="00000";beginprocess(clk) ---定义个存储器将密码存放在keyin中beginif clk'event and clk='1' thenkeyin<=key;end if;end process;prr<=pdan or rw1 or rin or ok;st: process(keyin,prr,ok1) -----第一次修改密码beginif ok1='1' then start<='0';elsif (keyin/="" and prr='0') thenstart<='1';else start<='0';end if;end process;inkey: process(key,start,clk) ----输入密码时间进入记时状态beginif clk'event and clk='1' then ok1<='0';ok2<='0';if start='1' then sbuf1<=keyin; ----将密码放入rom1暂存器中if ok='1' then ok2<='1';elsif cnt="100" then cnt<="000" ;ok1<='1'; --5秒到将cnt值零将ok1值置高else cnt<=cnt+'1';end if ;else cnt<="000";sbuf1<=sbuf1; ----当start=‘1’时cnt永远保持‘0’end if;end if;end process;pandan : process(ok,ok1,ok2,clk,start) ---输入密码用于判断密码是否正确beginif ok2='1' or ok1='1' then pdan<='1'; ------开锁信号elsif clk'event and clk='1' thenif pdan='1' thenif cnt1="10011" thenpdan<='0'; --20秒后判断结束，进入等待外部输入状态elsecnt1<=cnt1+'1';end if;elsecnt1<="00000"; ---等待状态时cnt1一直为‘0’end if;end if;end process;comp: process(pdan,rw1,sbuf1,mmst,rin,clk1) -----显示程序beginif pdan='1' then ------开锁信号密码正确if sbuf1=mmst then -----红灯灭，绿灯亮red<='0';green<='1';rwled<='0';speaker<='0';okrw<='0';else ------密码错误red<='1';green<='0';rwled<='0';speaker<=clk1;okrw<='0';end if; ----红灯亮，绿灯灭，elsif rw1='1' then ----第一次修改密码显示状态red<='1';green<='0';rwled<='1';speaker<='0';okrw<='0';elsif rin='1' thenred<='0';green<='0';rwled<='1';speaker<='0'; okrw<='1';elsered<='1';green<='0';rwled<='0';speaker<='0';okrw<='0';end if;end process;rewrite:process(rw,keyin,ok0,clk,start,pdan,rin)beginif clk'event and clk='1' thenif ok0='1' then rw1<='0';elsif keyin="" and pdan='0' and rin='0' thenif rw='1' thenrw1<='1';end if;end if;end if;end process;process(rw1,ok,keyin,clk)beginif clk'event and clk='1' thenok0<='0';sbuf2<=keyin;if rw1='1' thenif ok='1' thenok0<='1';if mmst=sbuf2 thenrin<='1';elserin<='0';end if;end if;elseif rin='1' thenif ok='1' thenmmst<=sbuf2;rin<='0';else mmst<=mmst;end if;else null;end if;end if;end if;end process;end behav;五、仿真波形:(密码正确)密码锁默认的密码为“”，当我们第一次设置的密码为key=””,然后按OK键盘确认。

基于FPGA的电子密码锁设计汪浩;陈学英【摘要】设计并实现了一种基于FPGA的电子密码锁，具有解锁、报警、修改密码、死锁等功能。

利用FPGA器件本身具有的并行性和其逻辑电路的本质，实现了高效、可靠的密码锁设计；采用基础电路加模式控制的设计方法，得到了简单稳定且低冗余的电路结构，节省了逻辑资源；提出了一种冗余编码结合掩码加密的硬件加密方法，使得开锁密码在对外部密码存储器读写的过程中难以被泄露，提高了密码锁的安全性。

结果表明，设计的电子密码锁具有稳定高效、简单可靠、安全性高等优点。

%The electronic password lock based on FPGA was designed and implemented. It possesses the functions of un-locking,alarming,password changing and deadlocking. An efficient and reliable password lock was realized by taking the ad-vantages of parallelism and the logic circuit essence of FPGA. A simple,stable and low redundancy circuit structure was achieved with the design method of basis circuit and mode control,which reduced the consumption of logical resource. A hard-ware encryption method of combining redundant coding with mask encryption is proposed,which makes it much more difficult to leak the password during the process of reading or writing the extern password memory,and makes the security of password lock enhanced. The result shows that the electronic password lock possesses the advantages of high-stability,briefness,high-efficiency, high-reliability and high-security.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2014(000)019【总页数】3页(P157-159)【关键词】FPGA;电子密码锁;模式控制;冗余编码;掩码加密【作者】汪浩;陈学英【作者单位】电子科技大学，四川成都 610054;电子科技大学，四川成都610054【正文语种】中文【中图分类】TN97-34随着人们生活水平的提高，对密码锁的可靠性和安全性也提出了更高的要求。

一种基于FPGA状态机的智能电子密码锁的设计摘要：电子密码锁和普通机械锁相比具有很多优点，广泛适用于商业、办公、个人等应用领域。

本文讨论了一种基于FPGA的电子密码锁的设计方案，软件部分采用状态机描述的方法实现，采用状态机的描述方法，可以使程序的编写清晰简化，具有一定的实用价值。

关键词：电子密码锁；FPGA；状态机1 引言电子密码锁是一种通过输入密码来控制开锁、闭锁的数字电子产品。

和传统机械锁相比，电子密码锁具有许多优点：无需配钥匙，仅需凭密码实现开闭锁；保密性比机械锁高；操作简单，只需要用按键进行控制即可；密码可以反复改变；当密码输入错误还可以进行声光报警等。

电子密码锁的实现方法很多，以芯片为控制核心的密码锁是目前市场上的主流产品，这类产品主要以单片机的控制实现密码锁的主要功能。

EDA 技术是目前数字系统设计的核心和发展方向，本文讨论了一种通过状态机描述实现电子密码锁的设计方法，采用FPGA器件实现核心控制功能，由于FPGA器件具有在线可编程的特点，可以对系统实现升级和扩展。

2 电子密码锁的系统功能要求该电子密码锁可以在FPGA芯片的控制下实现以下功能：（1）系统上电复位后，可通过“设置密码”键，设定6位数字密码。

（2）每输入一位密码，都在LED数码管上进行移位显示。

密码设置好后，按“上锁”键进行上锁操作。

（3）在闭锁状态下，按“核对密码”键，可以输入密码开锁，且每输入一位密码，在数码管上移位显示“-”，提示已输入密码的位数。

（4）输入四位核对密码后，按“开锁”键，若密码正确则系统开锁，若密码错误三次以内，则系统仍然处于闭锁状态。

（5）密码连续输错三次，蜂鸣器发出警告信号响10秒钟。

3 系统的硬件实现该系统以FPGA芯片作为核心控制部件，实现密码锁的主要功能。

采用4×4矩阵键盘作为数据和控制信号输入，由LED数码管动态显示、蜂鸣器等作为输出部分。

（1）核心控制电路由FPGA芯片作为核心控制部件，实现密码的主要功能。

成绩课程设计报告题目：基于FPGA的数字密码锁设计学生姓名：汪金涛学生学号： 32系别：电气信息工程学院专业：电子信息工程届别： 2021届指导教师：李营电气信息工程学院制2021年5月目录1 课程设计的任务与要求 (1)课程设计的任务 (1)课程设计的要求 (1)2 电子密码锁简介 (1)国内外进展和现状 (1)课题研究目的和意义 (2)3 设计方案的制定 (2)设计思路 (2)整体方案设计 (4)密码锁输入电路设计 (4)矩阵式键盘工作原理 (4)密码锁输入电路要紧功能模块设计 (5)密码锁操纵电路设计 (7)密码锁显示电路设计 (8)Quartus Ⅱ软件引脚配置 (9)4 系统时序仿真结果 (9)5 总结与体会 (10)总结 (10)体会 (11)6参考文献 (11)附录 (13)基于FPGA的数字密码锁设计学生：汪金涛指导教师：李营电气信息工程学院电子信息工程专业1 课程设计的任务与要求课程设计的任务通用的电子密码锁要紧由三个部份组成：数字密码输入电路、密码锁操纵电路和密码锁显示电路。

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

（2）密码锁操纵电路包括按键数据的缓冲存储电路，密码的清除、变更、存储、激活电锁电路（寄放器清除信号发生电路），密码查对（数值比较电路），解锁电路（开/关门锁电路）等几个小的功能电路。

（3）密码显示电路要紧将显示数据的BCD码转换成相对应的编码。

如，假设选用七段数码管显示电路，要紧将待显示数据的BCD码转换成数码器的七段显示驱动编码。

课程设计的要求设计一个具有较高平安性和较低本钱的通用电子密码锁，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。

论文题目：基于FPGA的电子密码锁设计摘要普通的机械锁保密性不好，防盗性差，而且必须使用钥匙。

但是，基于FPGA设计的电子密码锁与普通的机械锁比较来说，就克服了这些不足之处。

该论文主要描述的是一种电子密码锁的设计方法，这种电子密码锁是基于现场可编程门阵列（FPGA）的电子密码锁。

由FPGA构造的电子密码锁系统中，硬件电路可以实现所有的算法，大幅度提高了西戎的工作可靠性。

为了提高设计的效率，可以在更改设计时只更改FPGA中的控制和接口电路，这是因为FPGA的现场可编程功能，也正是利用这一点，可以将更新后的设计下载到FPGA中，省去了更改外部电路设计的麻烦。

所以，这样的系统既可以使工作的可靠性增强也可以更加方便的升级。

系统所实现的功能：用户给电子密码锁设定一个密码，当使用本机键盘开锁时，该密码与用户设定的密码比较，如果密码正确，则开锁；如果密码不正确，用LED灯报警；允许用户重新输入密码。

关键词电子密码锁；FPGA；硬件描述语言；EDAAbstractFPGA-based design of electronic locks is a small digital system,compared with ordinary mechanical locks,has many unique advantages:confidentiality,security and strong,you can not have the keys,remember a password to unlock.This paper describes an approach based on field programmable gate array(FPGA)devices electronic locks design.Construct systems with FPGA devices,all algorithms entirely by hardware circuit to achieve,making the work system reliability greatly improved.As the FPGA with field-programmable function,when you need to change the design,just change the FPGA control and interface circuitry using EDA tools designed updated downloaded to the FPGA without the need to change the external circuit design,greatly improving the design efficiency.Therefore,the use of digital FPGA development system,not only has high reliability,but also extremely easy to upgrade.System implemented features:electronic locks user to set a password when using the keyboard lock,compared with the password set by the user's password,if the password is correct,then unlock;If the password is incorrect,the speaker alarm,allows the user to re- enter the password.Key wordsElectronic locks;FPGA;Hardware Description Language;EDA目录摘要 (I)Abstract (II)前言 (1)第一章概述 (2)1.1 课题背景 (2)1.2 课题研究的目的和意义 (2)1.3 国内外现状 (3)1.4 课题的主要研究工作 (4)第二章相关知识介绍 (5)2.1 FPGA的相关介绍 (6)2.1.1 可编程逻辑器件 (6)2.1.2 FPGA简介 (7)2.1.3 FPGA应用特点 (7)2.1.4 FPGA的设计流程 (9)2.2 硬件描述语言Verilog (11)2.2.1 Verilog语言简介 (11)2.2.2 Verilog语言的优点 (11)2.2.3 Verilog语言的基本结构 (12)2.3 QuartusⅡ软件开发工具 (12)第三章电子密码锁的总体设计 (14)3.1 设计要求 (14)3.2 系统原理框图 (14)3.3 系统主控制流程框图 (15)第四章电子密码锁的软件设计 (17)4.1 主要功能模块设计 (17)4.1.1 输入模块 (18)4.1.2 显示模块 (19)4.3 电子密码锁的仿真 (19)第五章电子密码锁的硬件实现 (24)5.1 电子密码锁的硬件模块实现 (24)5.2 硬件设备 (24)5.3 硬件的实现 (25)结论 (27)参考文献 (28)致谢 (30)前言基于FPGA的电子密码锁是新型现代化安全管理系统，微机自动识别技术和现代安全管理措施技术，包括生物技术、通信技术、电子和机械电等诸多新技术都在其中体现，重要部门出入口安全防范问题因此得到了解决。

《基于VHDL语言和FPGA的电子密码锁》篇一一、引言随着科技的发展，电子密码锁已逐渐取代传统的锁具，成为了安全领域的重要组成部分。

而作为电子密码锁核心技术之一的FPGA（现场可编程门阵列）技术，以及VHDL语言编程的灵活性，更是对密码锁设计起到了重要的推动作用。

本文旨在详细探讨基于VHDL语言和FPGA的电子密码锁的设计与实现。

二、VHDL语言与FPGA概述VHDL（VHSIC Hardware Description Language）是一种硬件描述语言，用于描述电子系统的结构和行为。

而FPGA则是一种可编程逻辑器件，其内部由许多可配置的逻辑单元组成，通过编程可以实现各种复杂的数字电路功能。

将VHDL语言与FPGA相结合，可以实现电子密码锁的高效、灵活和可定制的设计。

三、电子密码锁的设计要求在基于VHDL语言和FPGA的电子密码锁设计中，首先需要明确设计要求。

这些要求包括：高安全性、易于使用、良好的扩展性以及低成本等。

此外，密码锁应能抵抗各种常见的攻击方式，如暴力破解等。

四、基于VHDL的密码锁设计与实现基于VHDL语言的电子密码锁设计主要分为几个模块：密码输入模块、解码模块、控制模块和输出模块等。

密码输入模块负责接收用户输入的密码；解码模块对输入的密码进行解码，判断其是否正确；控制模块根据解码结果控制输出模块的开关状态；而整个系统则由FPGA实现。

在VHDL编程中，需要详细描述各个模块的功能、接口以及它们之间的通信方式。

例如，密码输入模块应能接收一定长度的密码输入，并将其传递给解码模块。

解码模块则根据预设的算法对密码进行解码，并将结果传递给控制模块。

控制模块根据解码结果控制输出模块的开关状态，以实现密码锁的开启或关闭。

五、FPGA的实现与优化在FPGA上实现电子密码锁时，需要利用FPGA的编程工具进行编程和配置。

首先，将VHDL代码编译成可在FPGA上运行的二进制代码；然后，将二进制代码下载到FPGA中，实现对电子密码锁的硬件配置。

本科毕业设计基于FPGA的电子密码锁的设计摘要随着现代电子技术的迅猛发展，相信电子密码锁将会逐渐取代普通的机械密码锁。

主要是由于电子密码锁拥有几个普通机械密码锁不可能替代的优点：保密系能好、安全度高、即防盗性能强，不需要使用钥匙、即记住密码就可开锁等等。

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提高。

而且由于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，大大提高了设计的效率。

因此，采用FPGA开发的数字系统，不仅具有很高的工作可靠性，而且升级也极其方便。

此设计采用EDA技术，利用MAX+PLUSⅡ工作平台和VHDL硬件描述语言，设计了一种电子密码锁，并通过本学院的实验箱FPGA芯片实现。

关键词：电子密码锁FPGA VHDL硬件描述语言EDA MAX+PLUSⅡThe Design of Electronic Locks Based on FPGAWu Yaoxiao(College of Engineering, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China) Abstract：With the rapid development of modern electronic technology, electronic locks will gradually replace the ordinary mechanical locks. Confidential Department has the advantages of several ordinary mechanical locks can not substitute electronic locks, such as high security, anti-theft performance, and does not require the use of a key, Remember password can unlock. This article focuses on the design method which is based on field programmable gate array (FPGA) devices, electronic locks. FPGA device constructed system, all of the algorithms completely realized by a hardware circuit so that the operational reliability of the system can be greatly improved. And with field-programmable function, when it need to change the methods of the design, just change the FPGA control and interface circuit with using EDA tools updated design that is downloaded to the FPGA without the need to change the external circuit design, greatly improving the efficiency of the design. Therefore, the use of digital systems developed by the FPGA, not only has a very high operating reliability, but also extremely easy to upgrade. The design of the system uses the EDA technology, MAX+PLUSⅡsoftware and VHDL hardware description language, designed an electronic lock, and implemented by the Institute of experimental box FPGA chip.Keywords: electronic locks FPGA VHDL hardware description language EDAMAX + PLUS II目录1 前言 01.1 EDA技术及其发展 01.2 电子密码锁的国内外发展状况 01.3 电子密码锁的重要性 (1)2 MAX+PLUSⅡ软件环境概述 (2)2.1 MAX+PLUSⅡ设计流程 (2)2.2 MAX+PLUSⅡ支持的硬件描述语言 (3)2.3 MAX+PLUSⅡ工作过程 (4)3 硬件环境FPGA的工作原理及其结构 (5)3.1 FPGA的基本结构 (5)3.2 FPGA的设计流程 (6)4 基于FPGA电子密码锁系统的基本描述 (8)4.1 电子密码锁的系统的方案比较和选择 (8)4.2 基于FPGA的电子密码锁的设计的思路 (9)4.3 本系统设计的目的和意义 (9)5 基于FPGA电子密码锁系统的仿真和分析 (10)5.1 底层文件仿真和分析 (10)5.1.1 扫描时钟产生模块 (10)5.1.2按键去抖模块 (10)5.1.3键盘扫描模块 (11)5.1.44*4键盘编码及其按键功能的设置模块 (12)5.1.5数码管显示模块 (13)5.1.6 比较判断和功能描述模块 (15)5.2 顶层文件仿真和分析 (16)6 结论 (17)参考文献 (18)附录 (18)致谢 (33)华南农业大学本科生毕业设计成绩评定表1 前言1.1 EDA技术及其发展在计算机技术的推动下，20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，现代电子产品几乎渗透于社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时又促使现代电子产品性能的进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快（潘松，等，2005）。

海南大学毕业论文（设计）题目：基于FPGA电子密码锁门禁系统的设计学号：201328343200xx姓名：xxx年级：2013级学院：热带农林学院（信息管理学院）专业：电子科学与技术专业指导教师：xxx完成日期：年月日摘要经过市场调查，电子密码锁的性能与安全性已经远超传统机械锁，而且消费者也越来越能够倾向于电子密码锁的使用。

随着芯片的快速发展，电子密码锁的性能日益提高，价格也变得更便宜。

电子密码锁倍受青睐的原因是它有能够根据个人需求订制特定的功能，如电子锁最基本的功能有：保密功能，密码错误警报，修改密码等；另外，还可按照消费者需求外加功能，如：火灾警报，弱电提醒电量不足，自动上锁等。

现在科技进步飞速，生产商只需要基于芯片以及简单电路就能制造出性价比较高的电子锁。

总之，电子密码锁逐渐会适用在每个家庭之中。

市面上存在一些基于单片机的密码锁，其安全性和性能必定远不及基于FPGA。

因为单片机运行速度慢，逻辑性差，所以不利于将电子密码锁集成到大型的门禁系统当中；相反，FPGA则克服了这些缺点，而且其具有处理更复杂功能的能力，能够实现更多的功能。

经过市场调查后发现，基于FPGA的电子密码锁具有功能实用且多样化，超高性能，较低成本等特点，具有一定的实际应用价值。

关键词：现场可编程门阵列；电子密码锁；程序仿真；AbstractAccording to the market research, electronic code locks have laid over traditional mechanical locks in performance and safety, which prompt consumers to use electronic code locks much more likely than ever before.With the rapid development of the chips, electronic code locks become much more accessible and acceptable both in performance and price. What’s more, here are a few reasons for electronic code locks’popularity. For one thing, nowadays, electronic code locks can be customized specifically according to individual needs. For instance, confidentiality function, password error alert and changing password, etc. For another, there are more functions which can be applied accordingly, such as fire alarming, reminding the lack of electricity and automatic locking,etc. Thanks to the significant progress of technology, some manufacturers are able to produce cost-effective electronic locks which are simply based on chips and circuits. In short, the electronic code lock will apply to each family gradually.At present, some code locks based on the micro-controller in the market cannot hold a candle to those which are based on FPGA both in performance and safety. Since micro-controller is poor in speed and logic, it’s not suitable to apply such code locks to large-scale access systems. On the contrary, FPGA can overcomes such shortcomings effectively. Besides, it has the ability to process complex instructions which may benefit to implementing more functions. To sum up, it can be concluded according to the market research that electronic code locks, based on FPGA possess the characteristics of functional, diversified, high-performance and low-cost, which have the practical application value.Keywords:FPGA(Field-Programmable Gate Array);electronic code lock;simulation;目录1 绪论 (1)1.1电子密码锁的发展趋势 (1)1.2 电子密码锁发展背景及国内外现状 (2)1.3 设计的目的与意义 (2)1.4 设计方案对比 (2)1.5 设计内容与要求 (3)2 系统硬件综述 (4)2.1 系统设计方案 (4)2.2 电子密码锁系统组成 (4)2.3 主控模块 (5)2.3.1 Cyclone器件的介绍 (5)2.4 键盘模块电路设计 (5)2.4.1 矩阵键盘的设计与原理 (5)2.4.2 键盘具体操作说明 (6)2.5 显示模块电路设计 (6)2.5.1 LCD1602的简介 (6)2.5.2 显示模块原理 (7)2.6 存储模块电路设计 (8)2.6.1 24C02的简介 (8)2.6.2 存储模块原理 (9)2.7 报警电路设计 (9)3 系统软件设计与仿真 (10)3.1 分频部分程序设计 (10)3.2 键盘驱动部分 (10)3.2.1 键盘驱动程序设计 (10)3.2.2 键盘驱动程序仿真 (13)3.3 蜂鸣器驱动部分 (14)3.3.1 蜂鸣器驱动程序设计 (14)3.3.2 蜂鸣器驱动程序仿真 (14)3.4 LCD1602驱动部分 (15)3.4.1 LCD1602驱动程序设计 (15)3.4.2 LCD1602驱动程序仿真 (19)4 系统实现 (20)4.1 系统功能验证 (20)4.2 结论 (22)致谢 (23)参考文献 (25)附件 (27)1 绪论1.1电子密码锁的发展趋势在当今社会，防止盗贼入室，加强防盗工作已经成为每家每户的必要工作。

摘要基于FPGA设计的电子密码锁是一个小型的数字系统，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部分是基于单片机技术, 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。

本文介绍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采用VHDL语言对系统进行描述，并在FLEX10K10LC84-4上实现。

系统所实现的功能：用户给电子密码锁设定一个密码，当使用本机键盘开锁时，该密码与用户设定的密码比较，如果密码正确，则开锁；如果密码不正确，则允许用户重新输入密码，最多可输入三次，若三次都不正确，则扬声器报警，直到按复位键才允许再次输入代码。

通过仿真调试，利用可编程器件FPGA的电子密码锁的设计基本达到了预期目的。

当然，该系统在一些细节的设计上还需要不断的完善和改进，特别是对系统的扩展有很好的实用和设计的价值。

关键词：现场可编程门阵列, 硬件描述语言, 电子密码锁, 扬声器AbstractFPGA-based design of the electronic code lock is a small digital system, electronic password lock compared with ordinary mechanical locks, with many unique advantages: good privacy, security and strong, can not key to remember passwords to unlock, and so on. At present the use of the electronic code lock on most of SCM technology to SCM as the main devices, encoders and decoders of Health and the software approach. In practice, since the process easy run to fly, the reliability of the system can be poor. Based on this paper, a field programmable gate arrays FPGA devices electronic password lock design, VHDL language used to describe the system and achieve FLEX10K10LC84-4.Implementation of the system features: users of electronic password lock to set a password, when using the keyboard unlock the machine, the user password and set the password, if the correct password, then unlock if the password is not correct, allows Users to enter a password, can enter up to three times, three times if not correct, the speaker alarm, until the reset button only allowed to re-enter the code.The simulation tests using programmable devices FPGA electronic password lock the basic design to achieve the expected goal. Of course, some of the details of the system in the design of the need to constantly refined and improved, in particular the expansion of the system have a good design and practical value.Key words:FPGA , VHDL, electronic password lock , speaker目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)1绪言 (1)1.1课题背景 (1)1.2课题研究的目的和意义 (1)1.3国内外概况 (2)1.4课题的主要研究工作 (3)2FPGA的相关介绍 (4)2.1可编程逻辑器件 (4)2.2FPGA的简介 (4)2.3FPGA的应用特点 (5)2.4FPGA的应用前景 (6)3基于FPGA设计的硬件描述语言VHDL (8)3.1VHDL语言简介 (8)3.2VHDL语言的特点 (8)3.3VHDL语言的优点 (8)3.4 VHDL语言的基本结构 (9)3.5VHDL语言的应用 (10)4系统设计方案的研究 (11)4.1系统功能需求分析 (11)4.2系统实现方案的论证比较 (11)4.3系统方案的总体设计 (11)4.3.1系统原理框图 (11)4.3.2总体设计原理 (12)5系统硬件设计 (13)5.1系统的硬件模块实现 (13)5.2基于FPGA的设计 (13)5.2.1主控芯片EPF10K10LC84-4的介绍 (13)5.2.2FPGA逻辑功能结构及开发 (14)5.3键盘控制电路结构与原理 (14)5.4LED显示器结构与原理 (15)5.5报警电路 (17)6系统的软件设计 (18)6.1系统主控制流程框图 (18)6.2键盘扫描程序框图 (19)6.3获取键值程序框图 (20)6.4解码、报警模块 (21)7系统的原理实现 (22)7.1系统的层次化设计 (22)7.2顶层图形设计 (22)7.3系统仿真演示结果 (23)总结与展望 (24)致谢 (25)参考文献 (26)附录 (28)1 绪言系统以利用可编程器件实现电子密码锁的设计为研究背景、现状以及发展方向，明确指出了电子密码锁面临的问题和所解决的方法。