毕业设计论文 - 基于FPGA的电子密码锁设计(7)

基于FPGA的电子密码锁设计

4.3.2 译码显示的实现

生成电路符号图4.13：

ymdata_bcd[3..0]dout7[6..0]inst 图4.13译码显示电路符号图

模块外部信号端口：

data_bcd：密码信号输入端口，提供密码信号输入。 dout7：密码锁状态信号显示灯，提供状态显示信号。

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5 系统仿真

5.1 系统的有关编译与仿真

在计算机辅助电子系统设计出现以前，人们一直采用传统的硬件电路设计方法来设计系统的硬件。这种硬件设计方法的主要特点是：（1）采用自底向上的设计方法；（2）采用通用的逻辑器件；（3）在系统硬件设计的后期进行仿真和调试；（4）主要设计文件是电原理图。传统的硬件电路设计方法已经沿用几十年，是目前广大电子工程师所熟悉和掌握的一种方法。

随着电子技术和计算机的飞速发展，一种崭新的、采用硬件描述语言的硬件电路设计方法已经兴起。EDA(电子设计自动化)技术是90年代电子设计的最新技术，能使电子系统设计人员在计算机上完成电路的设计、分析、仿真、指标测试，直到印刷电路板的自动化设计，它的出现给硬件电路设计带来一次重大的变革。利用EDA技术进行电子系统的设计，具有以下几个特点：（1）用软件的方式设计硬件；（2）用软件的方式设计的系统到硬件系统的转换是由有关的开发软件自动完成的；（3）设计过程中可用有关软件进行各种仿真；（4）系统可现场编程，在线升级；（5）整个系统可集成在一个芯片上，体积小、功耗低、可靠性高。因此，EDA技术是现代电子设计的发展趋势。

本节主要是阐述设计在Quartus II7.0软件中实现编译与仿真。

在Quartus II7.0在输入源程序后，我们需要建立一个工程，在工程中我们要把设计文件加入工程中；然后选择仿真器和综合器类型值得注意的是如果选择默认的“NONE”,表示选择Quartus II软件中自带的仿真器和综合器，结合自己的设计，在此我选择默认项“NONE”；最后选择目标芯片。在“Family”栏选择芯片系列，在此我选择“Cyclone II”系列再选择此系列的具体芯片EP2C35F484C6。

工程建立以后，可以进行源程序的编译。选择“Processing”Start Compilation,启动全程编译。

5.2 去抖模块的仿真

图5.1为键盘输入防抖电路的仿真结果图，由图上可以看出，原来的弹跳现象经过防抖电路处理后已经清除了，

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图5.1 键盘输入防抖电路的仿真结果图

由图中可以看出，键盘扫描出的信号弹跳现象可以得到改善。

5.3 密码锁输入电路的仿真

电路原理图5. 2：

mmsrclk_1kkey_in[2..0]INPUTVCCINPUTVCCclk_1kkey_in[2..0]data_n[3..0]data_f[3..0]flag_nflag_fksrclkkscan[3..0]kpos[1..0]OUTPUTOUTPUTOUTPUTdata_n[3..0]data_f[3..0]flag_nOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTflag_fksrclkkscan[3..0]kpos[1..0]inst1图5. 2密码输入电路原理图

图5.3为密码锁输入电路的仿真结果图，图中的输出信号kscan，是为便于仿真时观察中间结果而增加的观测点的输出。

图5.3 密码锁输入电路仿真结果图

输入信号KEY_IN[2..0]依序依011－101－110－011－101的顺序周期性循环，对键盘进行扫描。如有按键发生，键盘扫描输出信号CLK_SCAN做出反应。

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5.4 密码锁控制电路的仿真

电路原理图5.4：

ctrldata_n[3..0]data_f[3..0]flag_nflag_fksrclkINPUTVCCINPUTVCCINPUTVCCINPUTVCCINPUTVCCdata_n[3..0]data_f[3..0]flag_nflag_fksrclkinstmimainsetinoldenlockdata_bcd[15..0]OUTPUTmimainsetinoldenlockdata_bcd[15..0]OUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUT

图5.4密码锁控制电路原理图

图5.5是密码锁控制电路仿真结果图。

图5.5 密码锁控制电路仿真结果图

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5.5 系统整体仿真

设置新密码部分（初始时有出厂时设置的密码为“0000”，用户设置的新密码为“”0622），具体仿真如图5.6:

图5.6 密码锁系统整体电路仿真结果图

上锁部分（按下“*11#” 时表示上锁，设置完毕后上锁键ENLOCK有效），具体仿真如图5.7：

图5.7 密码锁系统整体电路仿真结果图(二)

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