vhdl四位密码锁课程设计eda文档格式.doc
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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。
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。
如输入错误则按下clear清除前一位输入。
输入完毕后按enter,如果密码正确,则开锁,否则重新输入密码。
开锁后再次按下enter键则关锁,回到等待状态。
三次密码输入错误,警报器alarming为1。
要管理员输入管理员密码解除警报。
此时哪怕用户再输对密码也没用。
管理员解除警报:
当用户三次密码输入错误的时候,alarming为1,此时,只要管理员密码输入正确后,按下clear键,alarming为0,报警取消。
管理员修改密码:
在非警报和为开锁状态下,任何时候按admin键进入管理员状态。
按chgcode选择修改密码,先选择修改的是用户密码还是管理员密码。
修改用户密码则按user键,修改管理员密码则按admin键。
然后分别输入旧密码,新密码,新密码要输入两次。
旧密码与所要修改的密码对应。
如旧密码输入错误,则无法修改;
当验证不成功即两次新密码不相同时,修改密码失败。
返回等待状态。
成功后也返回等待状态。
定时返回:
用户在未开锁状态下,60s没有按键输入,则返回等待状态,但不包括alarming状态。
只要是alarming,则只有管理输入管理员密码才能解锁并按下clear消除警报。
设计思路:
设计密码锁时,采用自顶向下的设计方法。
将整个系统分成几个子模块:
输入输出模块,控制模块,按键设置模块和60s计时器模块。
控制模块是整个程序的主要部分,采用状态循环的办法,以用户每按下一次按键为计量单位,划分状态,以实现各种功能。
60s计时器模块是完成60s没有按键则返回等待状态这一功能的主要模块。
这个模块的核心思想是一个变量numtime计数。
变量numtime的初始值为0,在无报警为开锁的情况下,时钟每秒发出一个上升沿信号,计数一次,如有按键则numtime清零,否则计数到60即“111100”则返回信号back变为1,返回等待状态。
按键设置模块是将各种功能按键用高低电平赋值,便于调用。
实验代码:
libraryIEEE;
useIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
useIEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;
useIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
ENTITYE_lockIS
PORT(
clk,user,admin,clear,enter,chgcode,res,key1,key2:
INSTD_LOGIC;
num:
INSTD_LOGIC_VECTOR(9DOWNTO0);
openlock:
bufferstd_logic;
alarming,o_ua,o_chgcode,chgcode_ua:
OUTSTD_LOGIC;
out_code4:
outstd_logic_vector(3downto0)
);
ENDE_lock;
ARCHITECTUREbehaveOFE_lockIS
TYPESTATESIS(ss,sw,s0,s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7);
SIGNALstate:
STATES;
SIGNALone_key,code0,code1,code2,code3:
STD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);
SIGNALuser_code,admin_code:
STD_LOGIC_VECTOR(15DOWNTO0);
SIGNALtemp_code,old_code:
SIGNALnew_ctime:
STD_LOGIC_VECTOR(1DOWNTO0);
SIGNALkey:
std_logic_vector(7downto0);
SIGNALalarm,inkey,ifnum,s_ua,chg_c,c_ua,back:
std_logic;
SIGNALout_code:
std_logic_vector(3downto0);
SIGNALnumtime:
std_logic_vector(9downto0);
BEGIN
temp_code<
=code0&
code1&
code2&
code3;
key<
=user&
admin&
chgcode&
enter&
clear&
res&
key1&
key2;
inkey<
=useroradminorchgcodeorenterorclearorkey1orkey2;
ifnum<
=not(one_key(3)and((one_key
(2)orone_key
(1))));
--ifnum='
1'
thekeyisanum
o_ua<
=s_ua;
--表明当前状态
chgcode_ua<
=c_ua;
--表明当前更改的密码为用户密码或是管理员密码
o_chgcode<
=chg_c;
--当状态为“1”时表明正在修改密码
out_code4<
=out_code;
alarming<
=alarm;
main:
PROCESS(res,clk)
variablen,m:
std_logic_vector(1downto0):
="
00"
;
variablenew1_code,new2_code:
std_logic_vector(15downto0);
BEGIN
if(res='
)then
state<
=ss;
--出厂状态,用来初始化密码锁的各项设置
user_code<
0001001000110100"
--1234
admin_code<
0000000000000000"
--0000
n:
s_ua<
='
0'
c_ua<
chg_c<
new_ctime<
alarm<
elsifclk'
EVENTANDclk='
then
casestateis
whenss=>
=s0;
whens0=>
ifback='
state<
=sw;
elsif(ifnum='
andalarm='
andchg_c='
)then
code3<
=one_key;
out_code<
0001"
=s1;
andc_ua='
andchg_c='
old_code<
=user_code;
ands_ua='
=admin_code;
elsif(one_key="
0011"
andchg_c='
)then
s_ua<
0100"
)then
endif;
whens1=>
elsif(ifnum='
)then
code2<
=s2;
0000"
)then--clear
)then--user
)then--admin
whens2=>
then
code1<
0111"
=s3;
whens3=>
code0<
1111"
=s4;
)then
)then
whens4=>
)then--enter
=s5;
andm="
if(old_code=temp_code)then
m:
01"
state<
elsestate<
endif;
out_code<
new1_code:
=temp_code;
10"
new2_code:
if(new1_code=new2_codeandc_ua='
user_code<
=new2_code;
state<
elsif(new1_code=new2_codeandc_ua='
admin_code<
elsif(new1_code/=new2_code)then
elsif(one_key="
)then--clear
endif;
whens5=>
if(s_ua='
andtemp_code=user_code)then
openlock<
=s6;
elsif(s_ua='
andtemp_code/=user_code)then
n:
=n+1;
ifn="
11"
alarm<
state<
out_code<
else
endif;
andtemp_code=admin_code)then
elsif(s_ua='
andtemp_code/=admin_code)then
whens6=>
elsif(one_key="
)then--enter
andalarm='
)then--clear
alarm<
0010"
chg_c<
=s7;
whens7=>
m:
c_ua<
whensw=>
alarm<
s_ua<
c_ua<
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