設計四 數(shù)字電子密碼鎖

1、數(shù)字電子密碼鎖數(shù)字電子密碼鎖一、設計目的與要求：目的：掌握矩陣式鍵盤的工作原理、設計方法；掌握譯碼器的應用；掌握狀態(tài)機的設計方法，掌握數(shù)碼管的控制。要求：設計一個數(shù)字電子密碼鎖，密碼為3位，密碼鎖由鍵盤控制，顯示采用數(shù)碼管及LED燈。功能：1、密碼輸入：每按下一個數(shù)字鍵，要求在數(shù)碼管上顯示，并依次左移；輸入錯誤時，按退格鍵，清除前一個輸入的數(shù)字；輸入完畢，按確認鍵。2、開鎖：按開鎖鍵，檢查輸入的密碼是否正確，正確才開鎖，成功。3、上鎖：

2、按上鎖鍵，可以直接上鎖或者設定新密碼上鎖。4、密碼修改：按下修改鍵，必須先核對原密碼，正確后可以輸入3位數(shù)字，設為新的密碼。5、報警：開鎖輸入密碼，連續(xù)錯誤三次，則禁止輸入密碼，并發(fā)出報警信號，用紅燈一直亮表示。6、解除報警：按復位鍵，解除報警狀態(tài)，實際應用中復位鍵設置在其他部位，不可設置在鍵盤上。7、萬能密碼：電鎖維護者使用，在程序中暫時統(tǒng)一設置為999。8、其他要求：輸入鍵盤為矩陣式，不使用直接式；條件允許時可以使用語音模塊代替指示

3、燈的表示。二、電路組成：為達到以上功能，可將數(shù)字電子密碼鎖分為以下幾個模塊：1、鍵盤接口電路：、鍵盤接口電路：鍵盤矩陣、鍵盤掃描、鍵盤消抖、鍵盤譯碼及按鍵存儲。2、密碼鎖控制電路：、密碼鎖控制電路：數(shù)字按鍵輸入、存儲及清除；功能按鍵的設計：退格鍵、確認鍵、開鎖鍵、上鎖鍵、修改鍵、解除報警鍵；密碼清除、修改與存儲。密碼鎖的上鎖與開鎖。3、輸出顯示電路、輸出顯示電路BCD譯碼、動態(tài)掃描電路、指示燈電路（或者為語音控制電路）。三、功能電路的設

4、計：1、鍵盤接口電路：圖、鍵盤接口電路：圖1（1）矩陣式鍵盤工作原理：）矩陣式鍵盤工作原理：矩陣式鍵盤是一種常見的輸入裝置，在計算機、電話、手機、微波爐等各工電子產(chǎn)品中被廣泛應用。如圖2所示為一44矩陣式鍵盤。矩陣式鍵盤以行、列形式排列，圖中為4行4列，鍵盤上的每一個按鍵盤其實是一個開關電路，當某鍵被按下時，該按鍵所對應的位置就呈現(xiàn)邏輯0的狀態(tài)，鍵盤的掃描可以以行掃或列掃方式進行，圖中為行掃方式，KEYR3—KEYR0為掃描信號，其中的

5、某一位為0即掃描其中的一行，具體見表1。譯碼電路進行譯碼。（2）時鐘產(chǎn)生電路）時鐘產(chǎn)生電路在一個系統(tǒng)的設計中，往往需要多種時鐘信號，最方便的方法是利用一個自由計數(shù)器來產(chǎn)生各種需要的頻率。本電路需要：系統(tǒng)主時鐘CLK、掃描狀態(tài)產(chǎn)生時鐘clkouta和動態(tài)掃描時鐘clkoutb其中系統(tǒng)主時鐘CLK為輸入時鐘，由20MHZ晶振產(chǎn)生。程序清單：LIBRARYieeeUSEieee.std_logic_1164.ALLUSEIEEE.STD_LO

6、GIC_ARITH.ALLUSEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALLENTITYclkdivISPT(CLK:INSTD_LOGICclkoutaclkoutb:OUTSTD_LOGIC)ENDclkdiVARCHITECTURErtlOFclkdiVISSIGNALCLKA:STD_LOGICBeginPROCESS(CLK)VARIABLES:INTEGERRANGE200DOWNTO0BeginIFCLKEven

7、tCLK=1thenIFS200THENS:=S1CLKA=0ELSES:=0CLKA=1ENDIFENDIFENDPROCESSPROCESS(CLKA)VARIABLES:INTEGERRANGE100DOWNTO0BeginIFCLKAEventCLKA=1thenIFS10THENS:=S1CLKOUTa=0clkoutb=0ELSIFS20THENS:=S1CLKOUTa=1CLKOUTb=0ELSIFS50THENS:=S1