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4位数字密码锁毕业设计华中科技大学文华学院毕业设计（论文）题目：4位数字密码锁设计（密码设置及验证电路）学生姓名：学号：学部（系）：信息科学与技术学部专业年级： 08通信工程指导教师：陈超原职称或学位：摘要：本设计利用FPGA作为核心控制板，用Verilog 硬件描述语言进行编程，利用计算机软硬件控制技术，设计一个基于FPGA的数字密码锁，能实现密码设定（如果密码没设定则默认密码为0000），密码输入及验证，当密码输入错误时报警或则指示灯亮；反之，密码输入正确时，另外一个指示灯亮。
将程序下载到Altera公司的Cyclone系列目标芯片EP2C5T144C8上调试通过，并观察实际现象，满足设计要求。
关键词：FPGA Verilog 数字密码锁AbstractThe design using the FPGA as the core of the control panel, Verilog hardware description language for programming, Computer hardware and software control technology, design an FPGA-based digital code lock, Set the password(if the password is not set then the default password is 000000), Password input and verification, Alarm or the light when the password input error; On the contrary, enter the correct password , a light. Program downloaded to the target chip EP2C5T144C8 Altera’s Cyclone series through debugging , and to observe the actual phenomenon , to meet the design requirements.Keywords: FPGA Verilog Digital code lock引言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，传统的机械锁由于其构造的简单，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，受到了广大用户的青睐，电子密码锁的使用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。
专业工程设计说明书题目：4位电子密码锁设计院（系）：电子工程与自动化学院专业：测控技术与仪器（卓越）学生姓名：***学号：**********指导教师：**2015年1月16日锁是置于可启闭的器物上,用以关住某个确定的空间范围或某种器具的,必须以钥匙或暗码打开的扣件。
锁具发展到现在已有若干年的历史了，人们对它的结构、机理也研究得很透彻。
随着社会科技的进步，锁已发展到了密码锁、磁性锁、电子锁、激光锁、声控锁等等。
当今安全信息系统应用越来越广泛，特别在保护机密、维护隐私和财产保护方面起到重大作用，而基于电子密码锁的安全系统是其中的组成部分，因此研究它具有重大的现实意义。
本设计由主控芯片51单片机，单片机时钟电路，矩阵键盘，数码管的动态显示，报警电路和开锁电路组成。
单片负责控制整个系统的执行过程。
关键词：AT89S51、时钟电路、矩阵键盘、数码管的动态显示、报警电路，开锁电路。
引言 (1)1课程设计题目 (1)2 系统设计 (2)2.1 总的系统设计结构图 (2)2.2系统硬件设计 (2)3 AT89S52最小系统设计 (3)3.1 时钟电路设计 (3)3.2 复位电路设计 (4)4 键盘及显示报警电路的硬件设计 (5)4.1 矩阵键盘电路设计 (5)4.2 显示电路硬件设计 (5)4.3 继电器驱动电路及报警电路设计 (6)4.3.1继电器简介 (6)4.3.2 固态继电器驱动电路设计 (7)4.3.3报警提示电路 (7)5 系统软件设计 (8)5.1主程序模块 (9)5.2密码比较判断模块 (9)5.3键盘扫描模块 (9)5.4修改密码模块 (10)5.5数码管液晶显示模块 (11)6 总体调试 (11)7 总结 (12)参考文献 (13)附录 (14)引言通过本次课设的理解与掌握：1、熟悉掌握单片机的结构及工作原理，锻炼独立设计、制作和调试单片机应用系统的软硬件开发的过程和方法。
2、通过MCS-51单片机应用系统的设计与编程应用，将理论知识和实际应用结合起来，加深对电子电路、电子元器件、印刷电路板等方面的知识，提高在软件编程、排错调试、焊接技术、相关设备的使用技能。
51单片机四位密码锁课程设计51单片机四位密码锁是一种常见的电子锁，它使用51单片机作为控制核心，通过输入四位密码来控制锁的开关。
本文将介绍关于51单片机四位密码锁的课程设计。
我们需要明确设计的目标和要求。
本设计的主要目标是实现一个四位密码锁系统，并且需要满足以下要求：1.能够输入四位数字密码。
2.密码输入正确时，能够解锁并输出解锁信号。
3.密码输入错误时，不能解锁。
4.能够重置密码。
接下来，我们将详细介绍设计的步骤和实现。
1.硬件设计：在硬件设计方面，我们需要准备以下器件：- 51单片机-数码管显示模块-按键模块-继电器模块-电源模块2.软件设计：在软件设计方面，我们需要编写51单片机的程序，通过编程实现密码锁的功能。
以下是设计的主要步骤：-初始化：设置输入输出引脚，并初始化时钟和数码管显示。
-输入密码：设计密码输入的函数，通过按键模块获取用户输入的密码。
-检验密码：设计密码检验的函数，将用户输入的密码与预设的密码进行比对。
-解锁信号：如果密码输入正确，输出解锁信号，通过继电器控制开关，实现解锁。
-密码错误：如果密码输入错误，通过数码管显示密码错误的提示信息。
-重置密码：设计密码重置的函数，将新设置的密码保存。
3.程序流程：根据以上设计的步骤，我们可以得到以下主要的程序流程：-初始化引脚和时钟。
-设置初始密码。
-进入主程序循环。
-接收用户输入的密码。
-检验密码是否正确。
-如果密码正确，显示解锁信号并控制继电器解锁。
-如果密码错误，显示密码错误信息。
-进入下一次循环。
4.调试和测试：完成程序编写后，我们需要进行调试和测试。
在测试过程中，我们需要输入正确和错误的密码进行验证，检查程序是否能够正常运行，并且能够正确判断和处理用户输入的情况。
5.优化改进：如果在测试中发现问题或不足之处，我们可以对程序进行优化和改进。
例如，可以增加密码输入的最大尝试次数，增加延时等待时间，增加密码保护等功能。
总结：通过对51单片机四位密码锁的课程设计，我们学习了如何使用51单片机编写程序，实现密码锁的功能。
专业工程设计说明书题目：4位电子密码锁设计院（系）：电子工程与自动化学院专业：测控技术与仪器（卓越）学生姓名：***学号：**********指导教师：**2015年1月16日锁是置于可启闭的器物上,用以关住某个确定的空间范围或某种器具的,必须以钥匙或暗码打开的扣件。
锁具发展到现在已有若干年的历史了，人们对它的结构、机理也研究得很透彻。
随着社会科技的进步，锁已发展到了密码锁、磁性锁、电子锁、激光锁、声控锁等等。
当今安全信息系统应用越来越广泛，特别在保护机密、维护隐私和财产保护方面起到重大作用，而基于电子密码锁的安全系统是其中的组成部分，因此研究它具有重大的现实意义。
本设计由主控芯片51单片机，单片机时钟电路，矩阵键盘，数码管的动态显示，报警电路和开锁电路组成。
单片负责控制整个系统的执行过程。
关键词：AT89S51、时钟电路、矩阵键盘、数码管的动态显示、报警电路，开锁电路。
引言 (1)1课程设计题目 (1)2 系统设计 (2)2.1 总的系统设计结构图 (2)2.2系统硬件设计 (2)3 AT89S52最小系统设计 (3)3.1 时钟电路设计 (3)3.2 复位电路设计 (4)4 键盘及显示报警电路的硬件设计 (5)4.1 矩阵键盘电路设计 (5)4.2 显示电路硬件设计 (5)4.3 继电器驱动电路及报警电路设计 (6)4.3.1继电器简介 (6)4.3.2 固态继电器驱动电路设计 (7)4.3.3报警提示电路 (7)5 系统软件设计 (8)5.1主程序模块 (9)5.2密码比较判断模块 (9)5.3键盘扫描模块 (9)5.4修改密码模块 (10)5.5数码管液晶显示模块 (11)6 总体调试 (11)7 总结 (12)参考文献 (13)附录 (14)引言通过本次课设的理解与掌握：1、熟悉掌握单片机的结构及工作原理，锻炼独立设计、制作和调试单片机应用系统的软硬件开发的过程和方法。
2、通过MCS-51单片机应用系统的设计与编程应用，将理论知识和实际应用结合起来，加深对电子电路、电子元器件、印刷电路板等方面的知识，提高在软件编程、排错调试、焊接技术、相关设备的使用技能。
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 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技术指标用与非门设计一个4位或多位代码的数字锁，要求如下：A: 设计一个保险箱用的多位代码数字锁，比如4位代码ABCD四个输入端和一个开锁用的钥匙插孔输入端E，当开箱时（E＝1）,如果输入代码（例如ABCD＝1010）与设定的代码相同，则保险箱被打开，即输出端Z＝1,否则电路发出报警信号:B: 进行电路仿真，并说明其工作原理。
2方案比较方案一：由4个单刀双掷开关构成密码开关，用户可以通过控制开关来控制A、B、C、D3 Proteus软件介绍Proteus软件是来自英国Labcenter electronics公司的EDA工具软件。
Proteus软件有十多年的历史，在全球广泛使用，除了其具有和其它EDA工具一样的原理布图、PCB自动或人工布线及电路仿真的功能外，其革命性的功能是，他的电路仿真是互动的，针对微处理器的应用，还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，并实现软件源码级的实时调试，如有显示及输出，还能看到运行后输入输出的效果，配合系统配置的虚拟仪器如示波器、逻辑分析仪等，您不需要别的，Proteus为您建立了完备的电子设计开发环境！尤其重要的是Proteus Lite可以完全免费，也可以花微不足道的费用注册达到更好的效果；功能最强的Proteus专业版也非常便宜，人人用得起，对高校还有更多优惠。
Proteus组合了高级原理布图、混合模式SPICE仿真,PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计系统。
此系统受益于15年来的持续开发,被《电子世界》在其对PCB设计系统的比较文章中评为最好产品—“The Route to PCB CAD”。
Proteus 产品系列也包含了我们革命性的VSM技术,用户可以对基于微控制器的设计连同所有的周围电子器件一起仿真。
用户甚至可以实时采用诸如LED/LCD、键盘、RS232终端等动态外设模型来对设计进行交互仿真。
其功能模块：—个易用而又功能强大的ISIS原理布图工具；PROSPICE混合模型SPICE 仿真；ARES PCB设计。
总成绩：一、设计任务四位二进制电子密码锁的设计二、设计条件EEL—69模拟、数字电子技术实验箱一台集成运算放大器实验插板一块直流稳压电源一台双踪示波器一台数字万用表一块主要元器件同步加法计数器74LS161、74LS00、74LS02、导线等（EEL—69模拟、数字电子技术实验箱上有喇叭、三极管以及芯片的插座；集成运算放大器实验插板上有不同参数值的电阻和电容，可任意选用）三、设计要求①密码锁可以输入4位二进制密码，每输入一次后需按确认键确认。
②若输入的密码正确，则绿灯显示亮。
③若密码输入不正确，且连续超过3次，则红灯亮。
④可修改密码。
四、设计内容1.电路原理图（含管脚接线）㈠ 74LS161管脚图12.计算与仿真分析3.元器件清单4.调试流程5.设计和使用说明五、设计总结六、设计参考资料一、设计任务例如：温度控制器的设计二、设计条件本设计基于学校实验室……三、设计要求要求……四、设计内容设计内容包括……1.电路原理图（含管脚接线）2.计算与仿真分析3.元器件清单（1）设计要求①密码锁可以输入4位二进制密码，每输入一次后需按确认键确认。
②若输入的密码正确，则绿灯显示亮。
③若密码输入不正确，且连续超过3次，则红灯亮。
④可修改密码。
（2）预习要求①熟悉利用计数器74LS161实现分频器的工作原理。
②设计相应的电路图，标注元件参数，并进行仿真验证。
（3）仪器设备及元器件EEL—69模拟、数字电子技术实验箱一台集成运算放大器实验插板一块直流稳压电源一台双踪示波器一台数字万用表一块主要元器件同步加法计数器74LS161、74LS00、74LS02、导线等（EEL—69模拟、数字电子技术实验箱上有喇叭、三极管以及芯片的插座；集成运算放大器实验插板上有不同参数值的电阻和电容，可任意选用）（4）设计报告要求①写明设计题目、设计任务、设计环境以及所需的设备元器件。
②绘制经过实验验证、完善后的电路原理图。
③编写设计说明、使用说明与设计小结。
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）。
