电子密码锁设计Verilog代码Quartus仿真

名称：电子密码锁设计Verilog代码Quartus仿真

软件：Quartus

语言：Verilog

代码功能：

I、题目：电子密码锁设计

II、课题任务

  用VerilogHDL语言编写程序，设计一个电子密码锁控制电路，当输入正确代码时，输出开锁信号以推动执行机构工作。密码锁控制电路中存储一个可修改的6位代码，当输入的代码等于存储的代码时，开锁。从第一位代码输入后5秒内未将锁打开，则电路自动复位并进入自锁状态，使之无法再打开，并发出持续20秒的报警信号。允许有三次输错的机会，三次输入错误，电路自动复位并进入自锁状态，无法再打开。

III、具体设计内容：

  1、设计任务

密码锁整体结构如图1所示，其中FPGA编程是本课程设计任务，通过按键产生控制信号输入给FPGA芯片，FPGA对按键信号进行处理，并输出信号给执行机构对密码锁进行操作。FPGA的输入时钟频率为1MHz。

                      图1 密码锁整体系统

   开始开锁信号为外部输入信号，当该信号为高电平时，开始输入密码，密码为按键形式，每次按键会先发送一个高脉冲信号，即按键中断信号，然后将该按键对应的数字送出，具体时序如图2所示，FPGA接收到开始开锁信号后开始检测按键中断信号，如果按键中断有上跳沿跳变，便读取4位键值数据，然后与存储的代码匹配，如果匹配成功则输出4位二进制数0001，如果匹配不成功，需要重新输入，则输出二进制数0010，如果要复位自锁输出0011，同时将警报输出信号置高电平，高电平持续20秒时间再置成低电平，不进行任何操作时输出0000，电子密码锁按键时序如下图2所示：

                   图2 电子密码锁按键信号时序图

2、工作内容

（1）软件安装

从网络上下载、安装EDA开发软件，Altera的QuartusII或Xilinx的Vivado，

课程设计报告简要描述软件安装过程。

（2）总体方案设计

总体方案设计包括设计原理，设计思路，设计流程（要画流程图），划分系统模块，明确模块输入和输出，以及模块间接口和数据传输。

（3）密码锁软件编写

◆ 编写各个模块Verilog程序并调试

◆ 整合各个模块，并进行调试

在课程设计报告中要详细描述各模块的功能、设计，与其他模块的关系。（注意：不要在设计报告正文贴代码）。

（4）仿真软件编写和系统测试

◆ 编写仿真程序，产生测试数据；

◆ 例化仿真程序和密码锁程序，进行仿真测试验证。

课程设计报告中要详细描述仿真过程，包括仿真时间和该时间产生的仿真输入数据和输出结果，要有仿真图形，仿真图中的变量含义要有说明，仿真图要清晰，准确。

3、要求与注意事项

(1)代码中每个功能模块要有注释，描述代码功能和端口定义。

(2)每个仿真波形要叙述仿真过程，包括波形中的变量含义，设置的变量值和设置的时间等。

(3)仿真图要清晰，要表达正确的仿真意图。

（4）课程设计报告要严格按标准格式书写，有封面（标准样式），目录等；

（5）课程设计报告包括设计任务，方案设计，功能模块设计与仿真，系统仿真，要有设计流程图。

（6）课程设计报告正文不能粘贴源代码，源码以附件的形式放在课程设计报告后面，分密码锁系统设计源码和仿真源码。

FPGA代码Verilog/VHDL代码资源下载：www.hdlcode.com

演示视频：

设计文档：

设计文档.doc

1、工程文件

2、程序文件

3、程序编译

4、RTL图

5、Testbench

6、仿真图

整体仿真图

分频模块

按键上升沿检测模块

控制模块

上图前半段为输入正确密码654321，开锁，输出0001；后半段为连续输入错误3次（error_cnt加到3），alearm信号报警20秒

上图为连续输入错误3次（error_cnt加到3），alearm信号报警20秒

上图为开始输入密码后5秒内未开锁，输出0011，报警20秒

部分代码展示:

//数字密码锁
module mimasuo(
input clk,//时钟
input RST,//复位
input SW_0,//开始开锁信号，高电平
input [3:0] key_num,//4位值(键值)
input key1,//确认按键中断
output alarm,//报警
output [3:0] lock_signals//4位执行机构信号--匹配成功则输出4位二进制数0001，如果匹配不成功，需要重新输入，则输出二进制数0010，如果要复位自锁输出0011
);
wire key1_posedge;
wire second_en;//秒计时信号脉冲
//按键上升沿检测模块
key_posedge i1_key_posedge(
. clk(clk),//时钟
. key_in(key1),//输入按键
. key_posedge(key1_posedge) //按键上升沿
);
//分频到1Hz信号，用于秒倒计时
div_1Hz i_div_1Hz(
. clk(clk),//1KHz
. second_en(second_en)//秒信号
);

代码文件（付费下载）：