可编程逻辑器件原理与应用综合设计格式.doc

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1、信息技术学院可编程逻辑器件原理及应用课程综合设计报告书姓 名： 李伟梅 班 级： B1210 学 号： 时 间：2014年12月21日 指导教师： 李海成 设计题目电子密码锁设计要求和任务设计要求：数据输入：每按一个数字键，就输入一个数值，并在显示器上的最右方显示出该数值，并将先前已经输入的数据依序左移一个数字位置。数码清除：按下此键可清除前面所有的输入值，清除成为“0000”。密码更改：按下此键时将目前的数字设定成新的密码。激活电锁：按下此键可将密码锁上锁。解除电锁：按下此键会检查输入的密码是否正确，密码正确即开锁。设计任务：设计一密码锁，用VHDL语言描述，用QuartusII工具编译和综

2、合，并仿真，撰写实验报告。电子密码锁内有预置密码，如果输入的十进制数与锁内密码一致，锁被打开；否则，应封闭开锁电路。十进制数采用矩阵键盘输入，并实现左移功能。同时要实现密码更改和数码清除。设计过程(包括：设计方案、原理、 程序与仿真结果、实验结果、收获和体会等)一、设计原理及方案电子密码锁，主要由三部分组成：密码输入电路、密码锁控制电路和密码锁显示电路。 作为电子密码锁的输入电路，可选用的方案有拨码与按键来控制输入和触摸式键盘输入等多种。触摸式4*4键盘相比简单方便而且成本低，构成的电路简单，本设计采用触摸式4*4键盘来作为该设计的输入设备。 数字电子密码锁的显示信息电路可采用LED数码显示管

3、和液晶屏显示两种。液晶显示具有高速显示、可靠性高、易于扩展和升级的特点，但是普通的液晶存在亮度低、对复杂环境适应能力差的特点，但是在本设计中任然使用LED数码管。 根据以上选定的输入设备与显示器件，并考虑到现实各项密码锁功能的体要求，与系统的设计要求，系统设计采用自顶向下的设计方案。整个密码锁系统的总总体框图如图所示。设计过程二、设计程序1、电子密码锁输入模块1.1 矩阵键盘显示1.2密码锁输入程序process(clk) -键盘列扫描 begin if rising_edge(clk) then -if(Kr=1111) then kflag1=0; kcount=kcount+1; - i

4、f(kcount=0) then keyc=1110; - elsif(kcount=1) then keyc=1101; - elsif(kcount=2) then keyc=1011; - else keyc=0111; - end if; -else if(Kr=1111) then kflag1=0; else kflag1=1; end if; keyr=Kr; keyc=Kc; -end if; kflag2buff1buff1buff1buff1buff1buff1buff1buff1buff1buff1buff1buff1buff1flag3buff1flag4flag2bu

5、ff1=buff1; end case; end if; end if; end if; -if sxhnb=1and flag3=1 -then flag3=0; sxhnb=0; -elsif flag3=1 then sxhnb=1; -end if; if sxhnb=1 then flag3=0; end if; if lwmhnb=1and flag2=1 then flag2=0; lwmhnb=0; elsif flag2=1 then lwmhnb=1; end if; -if wmhnb=1and flag4=1 -then flag4=0; wmhnb=0; -elsif

6、 flag4=1 then wmhnb=1; -end if; if wmhnb=1 then flag4=0; end if; if dhnb=1and flag5=1 then flag5=0; dhnb=0; elsif flag5=1 then dhnb=1; end if; end process; process(clk) begin if(kflag1=1 and kflag2=0 ) then if flag5=1 then buff3=0; buff2=0; end if; buff4=buff3; buff3=buff2; buff2=buff1; end if; end

7、process;2、电子密码锁控制模块library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_arith.all; use ieee.std_logic_unsigned.all;entity mimasuo isport(Clk : in std_logic; Kr : in std_logic_vector(3 downto 0); Kc : in std_logic_vector(3 downto 0); a,b,c,d,e,f,g : out std_logic; Sa,sb,sc : buffer std_logic;u

8、n : out std_logic );end mimasuo;architecture aa of mimasuo is signal keyr,keyc : std_logic_vector(3 downto 0); signal kcount : std_logic_vector(2 downto 0); signal dcount : std_logic_vector(1 downto 0); signal kflag1,kflag2 : std_logic; signal buff1,buff2,buff3,buff4: integer range 0 to 15; signal D

9、isp_Temp : integer range 0 to 15; signal Disp_Decode : std_logic_vector(6 downto 0); signal mm1,mm2,mm3,mm4 : integer range 0 to 15; signal flag,flag2,flag3,flag4,flag5 : std_logic; signal sxhnb,lwmhnb,wmhnb,dhnb : std_logic; begin process(clk) -密码初始化及更改 begin if rising_edge(clk) then if flag=0 then

10、 mm1=0; mm2=0; mm3=0; mm4=0;flag=1; elsif flag2=1 then mm1=buff4; mm2=buff3; mm3=buff2; mm4=buff1; end if; end if; end process;process(flag3,flag4) -开锁 begin if buff1=mm4 and buff2=mm3 and buff3=mm2 and buff4=mm1 and flag3=1 then un=1; sxhnb=1;wmhnb=0;-0 end if; if flag4=1 then un=0; sxhnb=0;wmhnbDi

11、sp_TempDisp_TempDisp_TempDisp_TempDisp_Temp=Disp_Temp; end case; end process;process(Clk) begin if rising_edge(clk) then -扫描累加 dcount=dcount+1; a=Disp_Decode(0); b=Disp_Decode(1); c=Disp_Decode(2); d=Disp_Decode(3); e=Disp_Decode(4); f=Disp_Decode(5); g=Disp_Decode(6); sa=0; sb=dcount(0); scDisp_Dec

12、odeDisp_DecodeDisp_DecodeDisp_DecodeDisp_DecodeDisp_DecodeDisp_DecodeDisp_DecodeDisp_DecodeDisp_DecodeDisp_Decode=;-全灭 end case; end process;三、实验结果四、程序仿真设计过程五、收获和体会通过这次EDA课程设计，让我对VHDL语言和QUARTUS有了更深一步的了解，我学习了VHDL的自顶而下的设计思想和软件更灵活的使用。让我明白了学以致用的重要性。在设计过程中也有碰到了许多困难，在刚开始设计矩阵键盘的时候有casewhen语句时，没有设计others的情况，导致运行结果有问题。后来，当摁下开锁键的时候，没有任何变化。分析发现是由于运行周期过短，还没来得及开锁就锁上了。于是，在进程后面加了一个计数器，解决了问题。还有其他小问题，例如：少括号，少逗号等，但都迎刃而解了。事实证明做任何事情都要有仔细、认真的态度。总之，通过这次课程设计，我终于觉得平时所学的知识有了实用的价值，达到了理论与实际相结合的目的，不仅学到了不少知识，而且锻炼了自己的能力，使自己对以后的路有了更加清楚的认识，同时，对未来有了更多的信心。最后，对给过我帮助的所有同学和主任表示忠心的感谢！成绩评定(包括：指导教师评语和课程设计等级)