智能密码锁的设计
- 格式：doc
- 大小：96.00 KB
- 文档页数：5
下载文档原格式
合集下载
智能密码锁设计
智能密码锁设计智能密码锁设计第一章引言在现代社会中，人们对于家庭及财产安全的需求越来越高。
传统的机械锁往往存在一些不便和安全性低的问题，因此智能密码锁应运而生。
智能密码锁利用先进的技术手段，结合密码和电子芯片等元素，提供了更方便、更安全的门锁解决方案。
本文档将详细介绍智能密码锁的设计内容，包括硬件结构、软件算法、通讯协议等方面的细节。
通过阅读本文档，您将了解到智能密码锁的设计原理和实现方法。
第二章硬件设计1.主控芯片选择1.1 芯片A介绍1.2 芯片B介绍1.3 芯片选择依据2.电源模块设计2.1 电源模块参数要求2.2 选用电源模块的考虑因素3.锁体设计3.1 锁体结构设计3.2 锁舌设计3.3 锁体材料选择4.外壳设计4.1 外壳材料选择4.2 外壳结构设计4.3 外壳外观设计5.按键设计5.1 按键数量和布局5.2 按键材料选择5.3 按键接触处理第三章软件设计1.密码验证算法1.1 密码存储方式1.2 密码验证流程1.3 防止密码的安全措施2.电子钥匙算法2.1 电子钥匙流程2.2 电子钥匙保存和传输方式2.3 防止电子钥匙被复制的安全措施3.门锁状态监测算法3.1 门锁状态监测流程3.2 报警机制设计3.3 远程监控功能设计第四章通讯协议设计1.蓝牙通讯协议1.1 协议基本原理1.2 协议数据格式1.3 协议实现方法2.Wi-Fi通讯协议2.1 协议基本原理2.2 协议数据格式2.3 协议实现方法第五章附件本文档涉及的附件如下：________1.芯片规格书2.电源模块选型表3.锁体材料相关文献4.外壳CAD设计图5.按键数据表格6.密码验证算法代码7.通讯协议文档第六章法律名词及注释1.智能密码锁：________指利用密码及电子技术实现安全门锁功能的锁具。
2.主控芯片：________智能密码锁中的核心部件，负责控制整个锁的操作和功能。
3.电源模块：________提供电力供应给智能密码锁的模块，可以使用电池或者外部电源。
智能密码锁系统设计
智能密码锁系统设计目录摘要................................................................................................. 错误!未定义书签。
目录. (1)引言 (3)第1章课题研究的背景 (4)1.1任务分析 (4)1.2方案设计 (4)第2章硬件设备的选择 (7)2.1键盘电路 (7)2.2显示模块 (7)2.3电子密码锁的控制 (7)2.4单片机的选择 (8)第3章硬件电路的设计 (9)3.1键盘电路 (9)3.2行列式式键盘的设计 (9)3.3LCD显示电路 (9)3.4主要元器件选择 (10)第4章主要组件介绍 (11)4.1程序流程图 (11)4.2程序设计 (11)第5章仿真与调试 (20)5.1电子密码锁控制器仿真 (20)5.2程序调试 (21)总结................................................................................................. 错误!未定义书签。
参考文献.. (22)引言随着科学技术的进步，电子器件和电子系统设计方法日新月异，电子设计自动化技术正是适应了现代电子产品设计的要求，吸收了多学科最新成果而形成的一门新技术。
为保证电子产品设计的速度和质量，适应“第一时间推出产品”的设计要求，EDA技术已成为不可缺少的一项先进技术和重要工具，掌握EDA技术是电子信息类专业学生，工程技术人员所必备的基本能力和技能。
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，受到了广大用户的亲呢。
意外事故或人为破坏可能造成中的灾难性后果的系统称为要害系统。
要害系统的保证性包括安全性、可开性和保全性，内涵非常丰富。
智能电子密码锁的设计与实现-开题报告
起止日期 2021 年 12 月 20 日-12 月 31 日 2022 年 01 月 01 日-02 月 28 日
2022 年 3 月 01 日-4 月 05 日 2022 年 4 月 06 日-4 月 19 日 2022 年 4 月 20 日-4 月 26 日 2022 年 4 月 27 日-6 月 10 日
毕业设计开题报告
系
部：
专
业：
题
目：
电子工程系 电子信息工程 智能电子密码锁的设计与实现
2022 年 03 月 03 日
毕业设计开题报告
一．研究目的及意义 电子锁可以在日常生活和现代办公中，住宅与办公室的安全防范、单位的文件档案、
财务报表以及一些个人资料的保存等多种场合使用，大大提高了主人物资的安全性。 电子密码锁的种类有很多，有简易的电路产品，也有基于芯片的性价比较高的产品。
毕业设计开题报告
三．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径） 要研究或解决的问题：
1.密码锁的输入功能。 2.电子密码锁具有密码存储功能。 3.使电子密码锁具有系统提示及状态显示等功能。 4.密码锁的警报提示功能。 拟采用的研究手段： 1.采用 4*4 键盘输入模块，分为密码输入键和几个功能按键。 2.采用 24C04 掉电存储电路，使电子密码锁具有密码存储功能。 3.通过 LCD1602 液晶显示电路模块来对系统状态进行实时显示。 4.采用蜂鸣器报警电路来实现密码锁的警报提示功能。 该设计由 AT89C51 单片机,24C04 掉电存储电路，单片机时钟电路，LCD1602 显 示电路，键盘和继电器模拟开锁电路组成。单片机负责控制整个系统的执行过程。 键盘矩阵模块分为密码输入按键与几个功能按键，用于完成密码锁输入功能； LCD1602 液晶显示电路模块用于完成对系统状态显示及操作提示功能和辅助报警与输 入提示；蜂鸣器报警电路用于完成输错密码时候的警报功能；密码存储模块用于完成掉 电存储功能，使修改的密码断电后仍能保存；复位电路用于完成系统的复位；单片机时 钟电路为单片机产生时序脉冲，单片机所有运算和控制过程都在同一时钟脉冲下驱动。
电子密码锁设计方案
电子密码锁设计方案电子密码锁是一种以电子技术为基础的智能门锁系统，它通过电子芯片和密码输入来实现对门锁的开启和关闭，具备高安全性和便捷性的特点。
下面是一种电子密码锁的设计方案。
1. 硬件设计：- 使用单片机作为控制核心，可选择常见的ARM、AVR等型号。
- 采用芯片级密码芯片，实现密码输入和验证的功能。
- 使用继电器或电子开关控制门锁的开启和关闭。
- 采用LCD显示屏或LED指示灯显示输入密码和开锁状态。
- 使用电池或电源适配器供电。
2. 软件设计：- 编写单片机的固件程序，实现密码输入、验证和开锁的逻辑。
- 设计密码管理系统，包括密码的设置和修改功能。
- 添加防撬警报系统，当门锁被非法破坏时触发报警。
- 支持远程控制，通过手机或电脑连接网络，实现远程开锁和密码管理的功能。
- 添加开锁日志记录，记录每次开锁的时间和密码，以便追踪和管理。
3. 安全性设计：- 使用多种加密算法对密码进行加密存储，防止密码泄露。
- 设计密码错误次数限制机制，连续输入错误密码达到一定次数后自动锁定一段时间。
- 采用物理隔离设计，防止针对针脚的攻击。
- 添加声音提示系统，当输入错误密码或开锁时间超过设定范围时发出警报，防止他人盗窃或篡改密码。
4. 用户友好性设计：- 设计人性化的界面，使用按键输入密码，并在显示屏或指示灯上显示输入的密码和开锁状态。
- 支持多种开锁方式，包括密码、指纹和刷卡等，方便用户选择。
- 提供密码保护功能，每次输入密码后自动清空密码，防止他人偷看。
- 支持语音提示功能，给予用户使用指导和提示。
以上是一种电子密码锁的设计方案，通过合理的硬件和软件设计，可以实现高安全性和便捷性的目标。
但需要注意，电子密码锁的设计和制造需要考虑到产品的稳定性、可靠性和成本等因素，并且还要充分测试和验证设计的各项功能。
智能门锁系统电路原理及设计
智能门锁系统电路原理及设计
1. 引言
智能门锁系统是一种基于电子技术的先进门锁系统，能够通过无线通信和密码识别等方式实现开锁功能。
本文旨在介绍智能门锁系统的电路原理和设计。
2. 电路原理
智能门锁系统的电路主要由以下几个部分组成：
- 输入电路：用于接收用户输入的密码或指令。
- 控制电路：对输入的密码或指令进行处理和判断，并控制开锁动作。
- 电源电路：为整个系统提供电能供应。
- 通信电路：通过无线通信方式与手机或其他设备进行通信，实现远程控制和监控功能。
3. 电路设计
在设计智能门锁系统的电路时，需要考虑以下几个关键点：
- 安全性：加密算法和密码保护等措施要确保门锁系统的安全性，防止被恶意破解。
- 可靠性：各个电路模块的设计要经过充分的测试和验证，确保系统稳定可靠。
- 低功耗：电路设计要优化功耗，延长系统电池寿命，减少充电次数。
- 用户友好性：操作界面要简洁明了，易于用户操作和理解。
4. 总结
本文介绍了智能门锁系统的电路原理和设计。
智能门锁系统通过电子技术的应用，实现了远程开锁和智能管理的功能，能够提升家居安全性和便利性。
在设计智能门锁系统的电路时，需要保证安全性、可靠性、低功耗和用户友好性等方面的要求。
> 注意：本文内容为一般性描述，具体的电路设计方案需要根据实际需求和技术要求进行调整和优化。
智能家居智能门锁系统设计
智能家居智能门锁系统设计近年来，智能家居成为了人们越来越关注的话题，尤其是智能门锁系统，成为了智能家居中无法缺少的一个重要组成部分。
智能门锁系统可以实现远程控制开锁、密码锁、指纹识别等功能，使居家生活更加便捷和安全。
本文将从硬件设计、软件设计和网络安全三个方面，探讨智能门锁系统的设计。
一、硬件设计硬件设计是智能门锁系统中一个重要的组成部分。
智能门锁的核心部件是电路板。
电路板需要包括微控制器、蓝牙模块、WiFi 模块和锁具传感器等。
其中，微控制器是智能门锁系统的指挥中心，控制锁的开关、传送密码等功能。
蓝牙模块用于智能门锁与手机等设备的连接，可以通过手机远程控制开锁等操作。
WiFi模块则将智能门锁与互联网连接，可以实现远程监控、信息传输等功能。
锁具传感器则是检测锁是否开启。
智能门锁系统也需要钥匙位置控制模块，将钥匙位置保存在智能门锁系统中，实现钥匙的自动收纳和取出。
此外，在电路板设计中，需要注意的是智能门锁系统需要满足防护等级要求。
二、软件设计在软件设计中，需要将微控制器的程序设计与WiFi模块、蓝牙模块和锁具传感器的指令交互做好。
首先，在编程语言的选择上，常用的是C语言、Python等。
然后，在编程过程中需要注意的是，在实现系统的安全性和稳定性，需要创建完整的固件框架，并通过数学和算法实现密码加密和安全传输等机制。
另外，智能门锁系统的界面设计也很重要。
在界面设计上，需要把握简约清晰的原则，使用户操作更加方便。
同时，在界面设计中也需要考虑与硬件的配合，设计出能够配合硬件使用的用户互动体验。
三、网络安全智能家居中的智能门锁系统的安全性非常重要。
在智能门锁的设计中，网络安全是必须要进行考虑的问题。
而作为智能家居外挂电器，智能门锁系统还要满足与家庭网络环境和互联网环境的兼容。
对智能门锁系统的网络安全设计，需要考虑到入侵、破解、数据泄漏等问题，并适时地对系统进行加固。
比如，在密码设置上，需要智能门锁对设定的密码的强度进行提示，不能弱密码就随便设定，还要有超时锁定等措施。
智能密码锁设计与开发
引言：智能密码锁是一种结合了传统锁具和现代科技的安全设备，其具备密码识别、指纹识别、人脸识别等多重身份验证方式，为用户提供安全便捷的门锁解决方案。
本文是《智能密码锁设计与开发》系列的第二篇，将详细介绍智能密码锁的设计与开发，包括硬件设计、软件开发以及系统集成等方面的内容。
概述：正文：一、锁体结构设计1.锁体结构的稳固性要求2.锁舌和锁芯的设计原理3.智能密码锁与传统锁具的差异4.锁体材料的选择与用途5.防水、防火等特殊环境下的设计考虑二、指纹识别模块集成1.指纹识别技术的原理与发展2.指纹采集与特征提取算法3.指纹数据库的管理与维护4.指纹识别模块与锁体的集成方法5.指纹识别模块的性能评估与优化三、密码验证算法实现1.基本密码验证算法的原理与实现2.密码安全性评估与提升3.动态密码验证算法的设计思路4.多因素身份验证的实现方法5.密码保护与安全存储技术四、用户管理系统开发1.用户管理系统的功能需求分析2.用户注册与身份验证流程设计3.用户权限和权限管理4.用户信息的存储与管理5.用户身份认证的维护与更新五、系统集成与功能测试1.不同模块间的通信与协作2.硬件与软件的接口设计3.功能测试用例的设计与执行4.性能评估与优化5.整体系统的稳定性与可靠性评估总结：智能密码锁的设计与开发是一个复杂而且涉及多个技术领域的过程。
通过良好的锁体结构设计、指纹识别模块集成、密码验证算法实现、用户管理系统开发以及系统集成与功能测试，可以实现智能密码锁的高效安全运行。
随着智能科技的不断发展，智能密码锁的设计与开发将会迎来更多的挑战和机遇，为用户提供更加安全便捷的门锁解决方案。
引言概述：智能密码锁是一种集合了先进技术和便利性的安全设备，旨在提供一种更加安全和便捷的方式来保护财产和个人隐私。
随着科技的不断发展，智能密码锁的设计和开发也在不断创新，以满足人们对更高安全水平和用户体验的需求。
本文将探讨智能密码锁的设计与开发过程，从硬件设计到软件开发的各个方面进行详细的阐述。
智慧锁系统设计方案
智慧锁系统设计方案智能锁系统是一种具备智能化技术功能的门锁产品。
它不仅具备传统锁具的基本功能，如开关门和保护安全，还通过集成电子技术、互联网技术和物联网技术，实现了远程控制、高安全性和多样化的开锁方式。
下面是一份智能锁系统设计方案：1.系统整体架构设计：智能锁系统的整体架构分为硬件和软件两部分。
硬件部分主要包括电子锁芯、触摸屏、人体感应器、指纹识别模块、密码键盘、网络模块等。
软件部分主要包括手机APP、远程服务器和门禁控制中心等。
2.硬件设计：（1）电子锁芯：采用先进的电子锁芯技术，具备高安全性和稳定性，可以实现远程解锁、多种开锁方式等功能。
（2）触摸屏：用于用户操作和显示相关信息，提供友好的用户界面。
（3）人体感应器：通过红外线或微波技术检测门口是否有人，自动开启或关闭门锁。
（4）指纹识别模块：采用高精度的指纹识别算法，实现指纹解锁功能，并能存储多个指纹信息。
（5）密码键盘：提供数字密码输入功能，可实现密码解锁和修改密码等操作。
（6）网络模块：通过无线或有线网络连接到服务器，实现与手机APP和门禁控制中心的通信。
3.软件设计：（1）手机APP：用户通过手机APP可以实现远程解锁、查询开锁记录、设置开锁权限等功能。
（2）服务器：接收来自手机APP的指令，并将开锁指令发送给智能锁，同时存储开锁记录等信息。
（3）门禁控制中心：负责与智能锁进行通信，管理用户权限、记录开锁记录等。
4.系统功能设计：（1）远程开锁：用户可以通过手机APP随时随地远程开启或关闭门锁，方便快捷。
（2）多种开锁方式：支持指纹解锁、密码解锁、手机APP开锁等多种开锁方式，满足不同用户的需求。
（3）高安全性：通过指纹识别和密码输入等技术，确保只有授权的人员才能开启门锁，提高安全性。
（4）权限管理：用户可以设置不同的开锁权限，比如限定某个时间段内的开锁权限，实现对门锁的有效管理。
（5）开锁记录查询：用户可以通过手机APP查询开锁记录，方便监控和管理。
智能门锁的设计与应用
智能门锁的设计与应用近年来，随着智能家居市场的不断发展，智能门锁也逐渐成为人们选择的热门产品。
与传统门锁相比，智能门锁不仅能够提供更加便捷的开锁方式，还具备更加智能的功能，能够满足人们日常生活的各种需求。
一、智能门锁的设计智能门锁的设计重点在于三个方面：外部设计、内部硬件和软件系统。
1、外部设计智能门锁外部设计需要考虑的因素包括材料、造型、密封性和安全性等。
材料方面，智能门锁需要选择优质材料保证使用寿命和安全性。
一些高端产品会使用不锈钢、铝合金等质量比较好的材料来做，一方面可以保证使用寿命，一方面也增加了门锁的质感。
造型方面，智能门锁需要注重美观度。
以现代化、简约化与个性化为标准；别出新调，不断改进手法与技术使产品更加简洁小巧，更加符合人们的审美需求。
密封性方面，由于智能门锁需要安装在户外环境中，所以需要有良好的密封性。
防水、防尘和抗腐蚀能力，以保障门锁内部硬件不会因为环境影响影响门锁的使用寿命。
安全性方面：外壳材质厚度、锁芯复杂度对于现在的智能门锁来说，安全性是极其重要的一点。
在选择智能门锁时，一定要选择带有国家“三C”认证，买到合格的智能门锁。
2、内部硬件智能门锁内部硬件设计包括锁体、锁芯、指纹识别系统、密码锁系统、RFID识别系统等。
锁体和锁芯是智能门锁的核心部件，直接影响到门锁的安全性。
智能门锁的锁体和锁芯需要经过多道工序制作，且材质纯度越高，内部部件加工精度越高，就越能保证门锁的长久使用。
指纹识别系统是智能门锁的主要开门方式之一，指纹识别备adda，灵敏并且识别准确。
密码锁系统是另一种常用的开门方式，需要通过输入正确的密码才能开启门锁。
RFID识别系统使用近距离射频技术进行开锁，简单方便。
3、软件系统智能门锁软件系统是实现门锁远程控制及互联互通的必备软件。
通过连接Wi-Fi，智能门锁可以实现远程解锁、授权、密码更改、门锁状态显示等功能。
二、智能门锁的应用1、方便智能门锁通过指纹识别、密码锁及近距离射频技术开启，让人人拥有自己的开门私钥，开门更安全，而且更加方便快捷。
智能锁设计方案
智能锁设计方案引言智能锁是当代智能家居的重要组成部分，其具有便捷、安全、智能化的特点，受到越来越多用户的青睐。
本文将介绍一种智能锁的设计方案，包括硬件设计与软件设计两个方面。
硬件设计元件选择智能锁的硬件设计需要考虑以下元件： - MCU：选择一款功能丰富且低功耗的微控制器单元（MCU），用于控制锁的各项功能。
- 键盘：采用耐用且易于操作的键盘，用于输入密码或其他控制指令。
- 指示灯：选择高亮度的LED指示灯，用于提示锁的状态。
- 电子锁芯：采用高安全性的电子锁芯，可实现密码识别和指纹识别等功能。
- 电源：确保智能锁具有稳定的供电电源，可以使用锂电池或充电电池。
- 无线通信模块：选择一种可靠的无线通信模块，如蓝牙、Wi-Fi或Zigbee，用于与手机或其他设备进行通信。
系统架构智能锁的系统架构包括以下模块： - 用户接口模块：包括键盘、指示灯等，与用户进行交互。
- MCU模块：负责控制整个系统的运行，并与其他模块进行通信。
- 电子锁芯模块：实现锁与解锁等功能。
- 无线通信模块：与手机或其他设备进行无线通信。
功能设计智能锁的功能设计应满足以下要求： 1. 门锁控制：实现远程开锁、密码锁锁定、手势密码开锁等功能。
2. 安全性：采用高安全性的加密算法，确保数据的安全传输，防止密码被破解。
3. 报警功能：设置异常开锁报警和低电量报警等功能，提升用户的安全感。
4. 日志记录：记录开锁记录和错误操作记录，方便用户查询。
5. 远程控制：通过手机或其他设备，可以远程控制智能锁的各项功能。
软件设计软件架构智能锁的软件设计采用分层架构，包括应用层、服务层和驱动层： - 应用层：负责用户界面的显示和操作，包括用户注册、密码输入等功能。
- 服务层：提供各种服务，如远程开锁服务、密码验证服务等。
- 驱动层：与硬件设备进行通信，包括电子锁芯驱动、键盘驱动等。
系统流程智能锁的系统流程如下： 1. 用户输入密码或其他控制指令。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
摘要本文介绍一种利用 EDA技术和VHDL 语言 ,在MAX+PLUSⅡ环境下,设计了一种新型的智能密码锁。
它体积小、功耗低、价格便宜、安全可靠,维护和升级都十分方便,具有较好的应用前景。
关键词数字密码锁EDA VHDL MAX+ PLUSⅡ
随着社会物质财富的日益增长,安全防盗已成为全社会问题。
人们对锁的要求越来越高,既要安全可靠地防盗，又要使用方便。
弹子锁由于结构上的局限已难以满足当前社会管理和防盗要求，特别是在人员经常变动的公共场所，如办公室、宾馆等地方。
电子密码锁由于其自身的优势，越来越受到人们的青睐,但是目前使用的电子密码锁大部分是基于单片机用分离元件实现的，其成本较高且可靠性得不保证。
本文采用先进的EDA 技术，利用MAX +PLUXⅡ工作平台和VHDL 语言,设计了一种新型的智能密码锁。
该密码锁具有密码预置和误码报警等功能，用一片FPGA 芯片实现，从而大大简化了系统结构，降低了成本,提高了系统的保密性和可靠性。
采用这种器件开发的数字系统，其升级与改进极其方便。
1、智能密码锁的设计要求
该密码锁的密码由六位十进制数字组成，初始设定“000000”。
可由用户任意设置密码，密码输入正确时开锁，连续三次输入错误密码时系统报警。
2、智能密码锁的总体结构
智能密码锁的系统结构框图由图1所示,它分成两大部分:控制器和处理器。
整个系统的输入信号只有一个时钟脉冲CP ,输出信号有锁开信号OPEN 和报警信号ALERT。
控制器中的所有按键按下时均为低电平,即低电平有效。
RESET 为“密码设定”信号,CLR 为“清零”信号,OK 为“确定”信号, TRY 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 为控制器给出的锁开信号, ERROR 为控制器给出的密码错误信号。
处理器中有三个计数器,计数器C1用来记录输入的二进制密码比较到了第几位，计数器C2 用来记录输入的密码有几次错误，计数器C3 用来记录键入的是第几位十进制密码。
密码锁可通过键盘设置6位十位进制数密码，按“确定”按键OK= 1 后,通过BCD 编码器变成24位二进制数存入寄存器1 ；开锁时也通过键盘输入6位十进制数密码，按“确定”按键后，通过BCD 编码器变成24位二进制数存入寄存器2 。
经过两个24选1 数据选择器，将寄存器2中的输入密码与寄存器1中设置的密码逐位进行比较，当对应位数相同时,数值比较器的输出B = 1 然后进行下一位比较，否则B= 0 ,密码错误信号ERROR = 1 ,由计算器C2 记录密码错误次数，比较到哪位。
用记算器C1 的输出又作为24 选1 数据选择器位选线，当输入到寄存器2中的24位二进制密码与寄存器1 中设定的24位二进制密码完全相同，比较结束，位数比较器输出M= 1 ,这时,如果按开锁按键TRY = 1 ,密码锁就会打开OPEN = 1 ,如果开锁时三次密码输入不对,则报警。
3、控制器模块是整个系统的控制核心，负责接收其模块传来的输入信号，再根据系统的功能产生相应的控制信号送到相关的模块。
下面主要介绍控制器的设计过程：
3. 1 智能密码锁的控制模块的简单工作原理
控制器实际上是一个有限状态机,图2为它的状态流程图。
它一共有六个状态: 准备状态S0、密码输入状态S1、密码设置状态S2、确认状态S3、开锁状态S4和报警状态S5。
图2 控制器状态流程图
准备状态S0:系统开锁、报警或上电后进入准备状态,这时系统不接收除READY信号外的任何输入信号。
密码输入状态S1:在该状态下,如果按下“READY”则保持该状态不变;如果按下“OK”和“OPEN”则转到报警状态;如果有数据输入,则控制器输入一个DATA- IN 信号,输出RD 和CNP1 信号,从RAM中读取密码进行比较,同时使计数器加1 ；检查计数是否计数到100 ,若CNTe1 有效,表示已经接收到四个正确的密码,可以
转入下一个状态,否则返回本状态,继续接收其它密码。
检查Dep信号状态,Dep=1则密码正确,进入确认状态,反之则输出CNP2 信号进入报警状态;如果仍然有数据输入,则说明输入密码错误,则输出CNP2 信号进入报警状态。
密码设置状态S2:在确认状态下按“SET”键进入该状态,EN 信号有效。
该状态首先由控制器发RESET-CNT 信号;检查是否有数据输入,如果没有则等待;若有数据输入,控制器则输出WR 和CNP1 信号,向RAM发出信号,并使计数器加1 ,检查计数器是否计数到100 ,若CNTe1 有效,表示已经接收到四个正确的密码,进入确认状态,否则返回本状态,继续接收其它密码。
确认状态S3:输入密码正确后进入该状态。
密码输入得到确认才可以进入开锁状态,密码设置完毕后,只有得到确认才可生效,并返回准备状态。
开锁状态S4:输入密码确认后进入该状态,此时按“OPEN”键,控制器便发出SLT信号开锁并返回到准备状态。
报警状态S5:每次进入该状态首先检查计数器2 是否计数到11。
若输入错误密码达到三次,则CNTe2 有效,控制器输出SLB 信号,报警电路报警;若输入错误次数不超过三次,则CNTe2无效,返回到输入密码状态
3. 2 控制器的软件设计
控制器的软件设计主要依据图2 的状态流程图。
S0、S1、S2、S3、S4、S5为状态机的六个状态,控制部分的VHDL 源码如下:
LIBRARY IEEE;
USE IEEE. STD- LOGIC -1164.ALL ;
USE WORK. STATE- PACE. ALL;
ENTITY control IS
PORT(CP,CLK,B,M,RESET,TRY,OK:IN STD- LOGIC;
OPEN,ERROR :OUT STD-LOGIC) ;
END control;
ARCHITECTURE behav OF control is
TYPE STATE IS (S0,S1 ,S2,S3,S4,S5) ;
SIGNAL CURRENT_ STATE，NEXT_STATE: STATES;
BEGIN
COM1:PROCESS(CRRRENT_STATE,STATUS)
BEGIN
WAIT UNTIAL CLK‟EVENT AND CLK=…1‟;
RESET < = …1‟;
CASE CURRENT- STATE IS
when S0 = >READY < =‟1‟; EN< = ‟1‟;RESET-CNT< =‟1‟;
if(READY = …0‟) then curent- state < = S0;
else
curent- state < =S1;
…
因源程序较长, 故程序略
…
END IF；
图３仿真波形
END CASE；
END PROCESS；
END behav；
4 仿真及硬件测试
该密码锁利用MAX PLUSⅡ工作平台进行编译和综合仿真，图3为此程序序部分仿真波形。
将程序下载到FLEX10K芯片中，同时在杭州康芯生产的型号为GW48－ＧＫ的ＥＤＡ实验箱上进行硬件验证。
经实验验证，该密码锁达到了设计要求。
本文提出的智能密码锁由于采用VHDL 语言设计，用一片FPGA实现，因而体积小，功耗低，稍加修改就可以改变密码的位数和输入密码的次数，而升级和维护都很方便，而且容易做成ASIC芯片，具有较好的应用前景。
但由于结构还比较简单，有待进一步完善。
参考文献:
１王锁平编著.电子设计自动化（EDA）教程.电子科技大学出版社. 2000 .3
2潘松等编著.EDA技术实用教程.科学出版社.2002.10
3潘松等编著. VHDL实用教程.电子科技大学出版社.2002.6
4 戈素贞等. 采用EDA技术实现4位十进制数字密码锁.山西电子技术.2002.12,16~20
5 刘钰等.一种用VHDL语言设计的数字密码锁.信息技术与信息化.2004.4, 37~40。