基于FPGA的电子密码锁设计
摘要
随着电子技术的发展，具有防盗报警等功能的电子密码锁代替密码量少、安全性差的机械式密码锁已是必然趋势。电子密码锁与普通机械锁相比，具有许多独特的优点：保密性好，防盗性强，可以不用钥匙，记住密码即可开锁等。目前使用的电子密码锁大部分是基于单片机技术，以单片机为主要器件，其编码器与解码器的生成为软件方式。在实际应用中，由于程序容易跑飞，系统的可靠性能较差。
本文主要阐述了一种基于现场可编程门阵列FPGA器件的电子密码锁的设计方法。用FPGA器件构造系统，所有算法完全由硬件电路来实现，使得系统的工作可靠性大为提高。由于FPGA具有现场可编程功能，当设计需要更改时，只需更改FPGA 中的控制和接口电路，利用EDA工具将更新后的设计下载到FPGA中即可，无需更改外部电路的设计，大大提高了设计的效率。因此，采用FPGA开发的数字系统，不仅具有很高的工作可靠性，而且升级也极其方便。
本文采用EDA技术，利用Quartus II工作平台和硬件描述语言，设计了一种电子密码锁，并通过一片FPGA芯片实现。
关键词：电子密码锁；FPGA；硬件描述语言；EDA
Abstract
With the development of electronic technology, electronic password lock with burglar alarm and other functions replacing less password and poor security mechanical code lock is an inevitable trend. compared electronic password lock with ordinary mechanical locks, it has many unique advantages ：confidentiality, and security in nature, do not use the key, remember password can unlock it etc .Most electronic password locks we used now is based upon SCM technology ,SCM is its mainly device ,and the creating of encoding and decoding devices is the fashion of Software mode. In practical application, the reliability of the system may be worse because of easy running fly of the programme.
This paper mainly expatiates a design method of electronic password lock based upon Field Programmable Gate Array device. We use FPGA devices to construct system , all of the algorithm entirely achieved by the hardware circuit , because of FPGA has the function of ISP , when the design needs to be changed We only need to change the control and interface circuit of FPGA,EDA tools are used to download the updated design to FPGA without changing the design of the external circuit , this greatly enhance the efficiency of the design .Therefore , we use FPGA to empolder the digital system has not only high reliability but also extremely convenient of upgrading and improvement .In this paper ,we use EDA technology , Quartus II platform and hardware description language designing an electronic password lock ,and it achieved through an FPGA chip.
Key words：electronic password lock；FPGA；hardware description language；EDA
目录
1 绪论（标题部分的格式很多不对，检查修改） (1)
1.1 本课题研究的国内外现状及其发展 (2)
1.2 本课题研究的目的和意义 (2)
2 关键技术简介 (4)
2.1 FPGA硬件设计描述 (4)
2.1.1FPGA的设计流程 (4)
2.1.2VHDL语言的基本结构 (6)
2.1.3自上而下（TOP DOWN）的设计方法 (7)
2.2 设计语言、仿真平台与开发系统 (8)
2.3 用QuartusⅡ进行系统开发的设计流程 (8)
3 系统总体设计 (9)
3.1 电子密码锁设计的原理 (9)
3.2 方案的提出 (10)
3.3 系统设计要求 (11)
3.4 系统设计描述 (11)
3.5 各功能模块描述 (12)
3.6 系统流程 (13)
4 系统详细设计 (15)
4.1 输入模块 (15)
4.1.1时序产生电路 (15)
4.1.2按键消抖电路 (15)
4.1.3键盘扫描电路 (17)
4.1.4键盘译码电路 (19)
4.1.5键盘输入模块的实现 (20)
4.2 电子密码锁控制模块 (21)
4.2.1控制模块的描述 (21)
4.2.2控制模块的状态图与ASM图 (21)
4.2.3控制模块的实现 (23)
4.3 电子密码锁显示模块 (24)
4.3.1数码管显示原理 (24)
4.3.2译码显示的实现 (27)
5 系统仿真 (28)
5.1 系统的有关编译与仿真 (28)
5.2 去抖模块的仿真 (28)
5.3 密码锁输入电路的仿真 (29)
5.4 密码锁控制电路的仿真 (30)
5.5 系统整体仿真 (31)
5.6 数码管译码器仿真 (32)
6 .结束语 (33)
致谢 (34)
参考文献 (35)
1绪论
随着大规模和超大规模可编程器件在FPGA技术支持下的广泛应用，使现代化设计计算已进入一个全新的阶段，从设计思想、设计工具一直到实现方式都发生了诸多变化。
在FPGA技术中，最为引人瞩目的是以现代电子技术为特征的逻辑设计仿真测试技术。改技术只需通过计算机就能对所设计的电子系统从不同层次的性能特点上进行一些列准确测试和仿真；在完成实际系统的设计后，还能对系统上的目标器件进行边界扫描测试。随着技术的发展，科技的日趋夜新电子密码锁种类比较多，发展更是快。电子密码锁系统主要由电子锁体、电子密匙等部分组成，一把电子密匙里能存放多组开锁密码，用户在使用过程中能够随时修改开锁密码，更新或配制钥匙里开锁密码。一把电子锁可配制多把钥匙。下面就是现在主流电子密码锁。
遥控式电子防盗锁目前常见的遥控式电子防盗锁主要有光遥控和无线电遥控两类。键盘式电子密码锁从目前的技术水平和市场认可程度看，使用最为广泛的是键盘式电子密码锁，该产品主要应用于保险箱、保险柜和金库，还有一部分应用于保管箱和运钞车。卡式电子防盗锁使用各种“卡”作为钥匙的电子防盗锁是当前最为活跃的产品，无论卡的种类如何多种多样，按照输入卡的操作方式，都可分为接触式卡和非接触式卡两大类。生物特征防盗锁人的某些与生俱来的个性特征（如手、眼睛、声音的特征）几乎不可重复，作为“钥匙”就是唯一的（除非被逼迫或伤害），因此，利用生物特征做密码的电子防盗锁，也特别适合金融业注重“验明正身”的行业特点。
本文介绍的基于FPGA的电子密码锁电路具有显示接口，显示时可以是明文也可以是密文星号。由于FPGA具有ISP功能，当用户需要更改时，如增加口令位数和更改口令权限管理时，只需更改FPGA中的控制和接口电路，利用EDA工具将更新后的设计下载到FPGA中即可，无需更改外部电路，这就大大提高了设计效率。而且采用FPGA设计的电子密码锁与单片机控制的电子密码锁相比结构简单、具有更高的系统保密性和可靠性。这种基于FPGA的电子密码锁可以应用在办公室、仓库、宾馆等人员经常变动的场所。
FPGA技术是现代电子工程领域的一门新技术，提供了基于计算机和信息技术的电路系统设计的方法。它是从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）等技术发展而来的。设计者只需要对系统功能进行描述，在FPGA工具的帮助下即可完成系统设计，从而为电子产品的设计和开发缩短了实践降低了成本，提高了系统的可靠性。
1.1本课题研究的国内外现状及其发展
随着人们生活水平的提高和安全意识的加强，对安全的要求也就越来越高。锁自古以来就是把守护门的铁将军，人们对它要求甚高，既要安全可靠的防盗，又要使用方便，这也是制锁者长期以来研制的主题。随着电子技术的发展，各类电子产品应运而生，电子密码锁就是其中之一。据有关资料介绍，电子密码锁的研究从20世纪30年代就开始了，在一些特殊场所早就有所应用。这种锁是通过键盘输入一组密码完成开锁过程。研究这种锁的初衷，就是为提高锁的安全性。由于电子锁的密钥量（密码量）极大，可以与机械锁配合使用，并且可以避免因钥匙被仿制而留下安全隐患。电子锁只需记住一组密码，无需携带金属钥匙，免除了人们携带金属钥匙的烦恼，而被越来越多的人所欣赏。电子锁的种类繁多，例如数码锁，指纹锁，磁卡锁，IC卡锁，生物锁等。但较实用的还是按键式电子密码锁。
20世纪80年代后，随着电子锁专用集成电路的出现，电子锁的体积缩小，可靠性提高，成本较高，是适合使用在安全性要求较高的场合，且需要有电源提供能量，使用还局限在一定范围，难以普及，所以对它的研究一直没有明显进展。
目前，在西方发达国家，电子密码锁技术相对先进，种类齐全，电子密码锁已被广泛应用于智能门禁系统中，通过多种更加安全，更加可靠的技术实现大门的管理。在我国电子锁整体水平尚处于国际上70年代左右，电子密码锁的成本还很高，市场上仍以按键电子锁为主，按键式和卡片钥匙式电子锁已引进国际先进水平，现国内有几个厂生产供应市场。但国内自行研制开发的电子锁，其市场结构尚未形成，应用还不广泛。国内的不少企业也引进了世界上先进的技术，发展前景非常可观。希望通过不断的努力，使电子密码锁在我国也能得到广泛应用。
目前使用的电子密码锁大部分是基于单片机技术，以单片机为主要器件，其编码器与解码器的生成为软件方式。在实际应用中，由于程序容易跑飞，系统的可靠性能较差。基于现场可编程逻辑门阵列FPGA器件的电子密码锁，用FPGA器件构造系统，所有算法完全由硬件电路来实现，使得系统的工作可靠性大为提高。由于FPGA 具有现场可编程功能，当设计需要更改时，只需更改FPGA中的控制和接口电路，利用EDA工具将更新后的设计下载到FPGA中即可，无需更改外部电路的设计，大大提高了设计的效率。
1.1本课题研究的目的和意义
为了使现在的电子密码锁更能智能化的管理，让人们更能方便的使用，让其具
有更高的安全性和经济性，针对基于单片机的电子密码锁的不足之处，本文采用EDA技术，利用QuartusⅡ工作平台硬件描述语言，设计一种电子密码锁，并通过一片FPGA芯片实现。采用VHDL语言使用自顶向下的方法对系统进行了描述，并在FPGA芯片CycloneⅡ上实现。设计充分利用了FPGA的资源可编程特性，可高效率的对系统进行升级与改进。设计的密码锁可设置任意密码，比一般的四位密码锁具有更高的安全可靠性，因此，采用FPGA 开发的数字系统,不仅具有很高的工作可靠性,其升级与改进也极其方便，应用前景十分良好。
2关键技术简介
2.1FPGA硬件设计描述
2.1.1F PGA的设计流程
FPGA设计流程包括系统设计和设计实现，系统方案完成之后即进入设计实现阶段的工作，他以系统方案为输入，进行RTL级描述、功能仿真(RTL级仿真)、逻辑综合、布线前门级仿真、适配(布局布线)、时序仿真(布线后门级仿真)、时序分析、器件编程、系统验证一系列流程的处理才能完成FPGA芯片的设计，其设计流程如图2.1所示。需要说明的是，如果仿真验证不对或者某一步有错，就要返回修改。有必要检查和修改的地方有RTL级描述、系统方案、约束和测试激励等。一般情况下，对RTL级的描述即原理图或者HDL设计代码的修改最多也最有效。修改后要重新走一遍流程。有时要反复修改，经过多次这样的迭代才能完成最后的设计。
在理论上，把VLSI(Ultra Large Scale Integration，超大规模集成电路)的设计描述为6个层次[1，2]，即系统级(系统功能、参数定义)、算法级(描述系统功能行为)、RTL 级、门级(逻辑门)、电路级(晶体管)、版图级(物理工艺)。每一级又都分3个侧面来描述：行为域描述、结构域描述、物理域描述。但在实际情况中往往把算法级行为域描述或者RTL级行为域描述都称为行为级描述。
摘要 摘要：在日常的生活和工作中, 住宅与部门的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存多以加锁的办法来解决。若使用传统的机械式钥匙开锁，人们常需携带多把钥匙, 使用极不方便, 且钥匙丢失后安全性即大打折扣。随着科学技术的不断发展，人们对日常生活中的安全保险器件的要求越来越高。为满足人们对锁的使用要求，增加其安全性，用密码代替钥匙的密码锁应运而生。密码锁具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点。 在安全技术防范领域，具有防盗报警功能的电子密码锁逐渐代替传统的机械式密码锁，克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点，使密码锁无论在技术上还是在性能上都大大提高一步。随着大规模集成电路技术的发展，特别是单片机的问世，出现了带微处理器的智能密码锁，它除具有电子密码锁的功能外，还引入了智能化管理、专家分析系统等功能，从而使密码锁具有很高的安全性、可靠性，应用日益广泛。 随着人们对安全的重视和科技的发展，许多电子智能锁（指纹识别、IC卡辨认）已在国内外相继面世。但是这些产品的特点是针对特定的指纹和有效卡，只能适用于保密要求的箱、柜、门等。而且指纹识识别器若在公共场所使用存在容易机械损坏，IC卡还存在容易丢失、损坏等特点。加上其成本较高，一定程度上限制了这类产品的普及和推广。鉴于目前的技术水平与市场的接收程度，电子密码锁是这类电子防盗产品的主流。 基于以上思路，本次设计使用 ATMEL公司的 AT89C51 实现一基于单片机的电子密码锁的设计，其主要具有如下功能： （1）密码通过键盘输入，若密码正确，则将锁打开。
（2）报警、锁定键盘功能。密码输入错误数码显示器会出现错误提示，若密码输入错误次数超过 3 次，蜂鸣器报警并且锁定键盘。 电子密码锁的设计主要由三部分组成：4×4 矩阵键盘接口电路、密码锁的控制电路、输出八段显示电路。另外系统还有 LED 提示灯，报警蜂鸣器等。 密码锁设计的关键问题是实现密码的输入、清除、更改、开锁等功能：（1）密码输入功能：按下一个数字键，一个“－”就显示在最右边的数码管上，同时将先前输入的所有“－”向左移动一位。 （2）密码清除功能：当按下清除键时，清除前面输入的所有值，并清除所有显示。 （3）开锁功能：当按下开锁键，系统将输入与密码进行检查核对，如果正确锁打开，否则不打开。 主要的设计实施过程：首先，选用 ATMEL公司的单片机 AT89C51，以及选购其他电子元器件。第二步，使用 DXP 2004设计硬件电路原理图，并设计 PCB图完成人工布线（后因 PCB 板损坏决定采用万能板焊接的方法）。第三步，使用 Keil uVision3 软件编写单片机的 C 语言程序、仿真、软件调试。第四部，使用 PROTEUS 软件进行模拟软、硬件调试。最后，联合软、硬件调试电路板，完成本次毕业设计。 关键词：4×4矩阵键盘；AT89C51；密码锁；密码二次确认
单片机专业毕业设计 基于51单片机电子密码锁
目录 第1节引言 (1) 1.1 电子密码锁述 (1) 1.2 本设计主要任务 (1) 1.3 系统主要功能 (2) 第2节系统硬件设计 (3) 2.1 系统的硬件构成及功能 (3) 2.2 AT89C2051单片机及其引脚说明 (3) 第3节系统软件设计 (5) 3.1 系统主程序设计（流程图） (5) 3.2 软件设计思想 (5) 3.3 储单元的分配 (5) 3.4 系统源程序 (6) 3.5 系统应用说明 (9) 3.6 小结 (9) 结束语 (10) 参考文献 (11) 附录 (12)
电子密码锁 第1节引言 1.1 电子密码锁概述 随着社会物质财富的日益增长和人们生活水平的提高，安全成为现代居民最关心的问题之一。而锁自古以来就是把守门的铁将军，人们对它要求甚高，即要求可靠地防盗，又要使用方便，这也是制锁者长期以来研制的主题。传统的门锁既要备有大量的钥匙，又要担心钥匙丢失后的麻烦。另外，如：宾馆、办公大楼、仓库、保险柜等，由于装修施工等人住时也要把原有的锁胆更换，况且钥匙随身携带也诸多便。随着单片机的问世，出现了带微处理器的密码锁，它除具有电子密码锁的功能外，还引入了智能化、科技化等功能。从而使密码锁具有很高的安全性、可靠性。目前西方发达国家已经大量应用智能门禁系统，可以通过多种的更加安全更加方便可靠的方法来实现大门的管理。但电子密码锁在我国的应用还不广泛，成本还很高，希望通过不断地努力使电子密码锁能够在我国及居民日常生活中得到广泛应用，这也是一个国家生活水平的体现。 很多行业的许多地方都要用到密码锁，随着人们生活水平的提高，如何实现家庭或公司的防盗这一问题也变的尤其突出，传统的机械锁由于其构造简单，被撬的事件屡见不鲜，再者，普通密码锁的密码容易被多次试探而破译，所以，考虑到单片机的优越性，一种基于单片机的电子密码锁应运而生。电子密码锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的亲睐。 设计本课题时构思的方案：采用以AT89C2051为核心的单片机控制方案；能防止多次试探而不被破译，从而有效地克服了现实生活中存在的许多缺点。 1.2 本设计主要任务 （1）共8位密码，每位的取值范围为1～8。 （2）用户可以自行设定和修改密码。 （3）按每个密码键时都有声、光提示。 （4）若键入的8位开锁密码不完全正确，则报警5秒钟，以提醒他人注意。
基于指纹识别的电子锁系统设计 作者姓名:XX 专业班级:测控技术和仪器2009060101 指导教师:XX 摘要 随着社会的发展和科技的进步，传统的安全防盗系统面临极大的挑战。生物识别技术的蓬勃发展，让人们对于安防系统的设计有了另一种灵感，指纹锁应运而生。可供二次开发的指纹模块已经解决了指纹图像的处理问题，如何实现这种技术的实际应用已经成为急需解决的问题，本设计利用单片机对指纹模块的控制实现了这种技术的应用。设计以指纹传感器对指纹图像的采集为基础，通过单片机控制指纹模块实现对指纹图像的组合处理，系统的各项具体功能皆建立在相应的指纹图像的组合处理基础之上，系统主要实现了指纹模板的录入以及指纹匹配功能。 关键词：指纹识别技术；指纹锁；系统设计
The Design of the system of Electronic lock based on Fingerprint Identification Abstract:With the development of the society and the progress of science and technology, The traditional security system faced with great challenges. With the vigorous development of Biometric Identification Technology, people have another kind of inspiration to design the lock，Fingerprint lock arises at the very historical moment. The fingerprint module for secondary development has solved the problem of image processing, The remaining problem is how to take advantage of the technology in practice. This design has realized the application, which mainly based on the control from MCU to the module of fingerprint. The foundation of this design is fingerprint collection, Through the control from MCU to the module can realize the combination of image processing, based on the combination of image processing can realize the various functions of the system . The mainly functions of the system include the landing and matching of fingerprint template . Keywords: Fingerprint identification technology；Fingerprint lock；System design
基于F P G A的数字密码 锁 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】
CPLD/FPGA课程设计 项目名称：基于FPGA的数字密码锁设计 专业班级： 学生学号： 学生姓名： 指导老师： 2016年6月4日
摘要 本设计是基于现场可编程门阵列FPGA 器件的电子密码锁的设计。通过Verilog 语言控制4位二进制数，组成数字排列，形成一个简单的数字密码锁，假设预设密码为4位数：0000，当输入正确时输出为1、输入错误时输出为0。同时输出输入的次数，当3次以上输入错误时，输出一个报警信号，即使第四、五次输入正确也输出报警信号。 本设计利用Modelsim软件编写Verilog HDL硬件描述语言程序以实现输入密码、开锁、报警功能。通过仿真调试，利用可编程器件FPGA的电子密码锁的设计基本达到了预期目的。 关键词：现场可编程门阵列；数字密码锁；Verilog HDL；
Abstract This design is the electronic code lock field programmable gate array FPGA devices based design. By Verilog language control 4-bit binary number, composed of figures arranged to form a simple digital lock, assuming that the default password is 4 digits: 0000, correct output when the input is 1, the output of the input error to zero. At the same time the number of input and output, and when more than three times the input error, an alarm signal is output, even if the fourth and fifth also enter the correct output alarm signal. This design uses Modelsim software write Verilog HDL hardware description language program to implement a password lock, alarm function. The simulation debugging, using the programmable device FPGA design basic electronic locks to achieve the desired purpose. Key words: FPGA；The digital combination lock；Verilog HDL；
电子密码锁设计论文 基于单片机的现场无电源电子密码锁设计摘要:在野外环境中往往不能方便地提供电源,传统由控制部分提供的电源,电子锁已不适用。介绍一种由手持部分提供电源,通过电源线完成通信功能的电子密码锁设计,解决了现场不能提供电源的问题。重点分析了发送电路、接收电路、倒向电路、电机保护电路以及系统的通信协议。该系统已在多个场所得到应用,其使用方便、安全可靠,具有一定的推广价值。 关键词:电子密码锁; STC12C2052; 倒向电路; 通信协议 中图分类号:TP29 文献标识码:A 文章编号:1004-373X(2010)09-0177-03 Design of Field Powerless Electronic Secure Code Lock Based on SCM MA Xiu-jun1, SUN Shi-ming1, WU Juan2, XIE Xing-zhou3 (1. Department of Computer and Communication Engineering, China University of Petroleum, Dongying 257061, China; 2. Dongxin Oil Plant, Sinopec Shengli Oilfield Company, Dongying 257000, China;
3. Gudao Oil Plant, Sinopec Shengli Oilfield Company, Dongying 257321, China) Abstract: Since power supply can not be provided in the wild environment, the traditional electronic locks that is powered by control terminal is not applicable. The design of an electronic secure code lock which uses a hand terminal to provide power for the system and solves the problem that in the wild environment the power supply could not be provided is described. The signal sending circuits, receiving circuit, inverter circuits, protection circuit of motor and the communication protocol are analyzed emphatically. The lock has been applied in many places, and is converient, safe and reliable. Keywords: electronic secure code lock; STC12C2052; inverter circuit; communication protocol 0 引言 目前,市场上有多种基于IC卡设计的电子锁,广泛应用于宾馆、公寓、仓库、学校等场所[1-2]。这些场合能够提供很好的直流或交流电源,电子锁的控制部分可以长时间方便地获取稳定的电源。但是,在野外环境中往往不能为控制部分方便地提供电源,需要手持部分为控制部分提供电源,执行开锁和闭锁操作,因此传统由控制部分提供电源
摘要 本次设计使用AT89C51实现一基于单片机的电子密码锁。本系统由单片机系统、矩阵键盘、LED显示和报警系统组成。系统能完成开锁、超次锁定、修改用户密码基本的密码锁的功能。除上述基本的密码锁功能外，还具有温度显示、时间显示等功能，依据实际的情况还可以添加遥控功能。本系统成本低廉，功能实用。 关键词:单片机AT89C51 LED显示矩阵键盘自动报警
目录 1引言 (1) 2方案的比较与论证 (2) 3系统模块电路的设计 (4) 3.1系统总框图 (4) 3.2系统的模块电路设计 (4) 3.2..1单片机的最小系统模块 (4) 3.2..2波形产生模块 (5) 3.2..3键盘模块 (8) 3.2..4显示模块 (9) 3.2..5电源模块 (11) 3.2..6温度检测模块设计 (13) 3.2..7开锁电路和报警电路模块 (14) 4系统的软件设计 (15) 4.1软件设计思路 (15) 4.2系统主流程图 (15) 5总结 (16) 6致谢 (18) 7参考文献 (18) 8附录 (19)
1引言 目前，最常用的锁是20世纪50年代意大利人设计的机械锁，其机构简单、使用方便、价格便宜。但在使用中暴露了很多缺点：一是机械锁是靠金属制成的钥匙上的不同齿形与锁芯的配合来工作的。据统计，每4000把锁中就有两把锁的钥匙齿牙相同或类似，故安全性低。二是钥匙一旦丢失，无论谁捡到都可以将锁打开。三是机械锁的材料大多为黄铜，质地较软，容易损坏。四是机械锁钥匙易于复制，不适于诸如宾馆等公共场所使用。由于人们对锁的安全性，方便性等性能有更高的要求，许多智能锁也相继问世，但这类产品的特点是针对特定指纹或有效卡，但能适用于保密要求高且仅供个别人使用的箱、柜、房间，其成本一般较高，在一定程度上限制了这类产品的普及和推广。 随着人们生活水平的提高，电子密码防盗锁作为防盗卫士的作用日趋重要。电子密码防盗锁用密码代替钥匙，不但省去了佩戴钥匙的烦恼，也从根本上解决了普通门锁保密性差的缺点。随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，机械锁的这些弊端为一种新型的锁---电子密码锁，提供了发展的空间。 随着人们对安全的重视和科技的发展，许多电子智能锁已在国内外相继面世。但是这些产品的特点是针对特定的指纹和有效卡，只能适用于保密要求的箱、柜、门等。而且指纹识识别器若在公共场所使用存在容易机械损坏，IC卡还存在容易丢失、损坏等特点。加上其成本较高，一定程度上限制了这类产品的普及和推广。电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的欢迎。鉴于目前的技术水平与市场的接收程度，电子密码锁是这类电子防盗产品的主流。
FPGA实验报告
一、实验目的 1．设计一个密码锁 2．加深FPGA电路原理的理解 3．掌握VHDL语言的使用，学会用VHDL语言来编程解决实际问题 4.学会使用EDA开发软件设计小型综合电路，掌握仿真的技巧 5.学会应用开发系统实现硬件电路，检验电路的功能 二、实验内容 题目：电子密码锁 内容：设计一个4位串行数字锁 1．开锁代码为4位二进制，当输入代码的位数与锁内给定的密码一致，且按规定程序开锁时，方可开锁。否则进入“错误”状态，发出报警信号。 2．锁内的密码可调，且预置方便，保密性好。 3．串行数字锁的报警，直到按下复位开关，才停下。此时，数字锁又自动等待下一个开锁状态。 三、实验步骤 1.系统总框图 本系统的硬件部分主要由密码锁按键消抖模块，密码输入比较更改模块，密码显示模块、报警模块组成。整体系统框图如下图所示。
2.密码锁的主要功能 密码锁控制器的主要功能有： （1）密码输入：有二个按键来控制（分别代表0和1），每按下一个键，要求在数码管上显示，并依次左移。 （2）密码校验：如果有按键按下，直到松开该按键，如果密码校验正确，无变化，否则如果密码校验错误蜂鸣器响，表明密码错误。（3）错误报警：密码输入错误开始报警。 （4）密码修改：输入密码正确后按按键输入要设置和更改的密码，按按键确认密码设置与更改，则密码设置成功。 3.密码锁的各个模块 （1）按键消抖。 每按下一个键，仅产生一个信号脉冲，作为按键的使能信号，使能信号控制显示的数字。 （2）密码输入比较 密码输入值的比较主要有两部分,密码位数和内容,任何一个条件不满足,都不能打开锁。锁内密码为“0000” , key2 和key1 置低电平,分别表示输入“1” 和“0” 。输入密码前先按start键,再依次正确输入0000,会在数码管逐一显示，按确认键，经检验,输入的密码等
湖北理工学院 毕业设计（论文） 开题报告 题目：基于单片机的超市储物柜密码锁的设计 学院：电气与电子信息工程学院 专业名称：电子信息工程 学号：201140210122 学生姓名：叶文 指导教师：章磊 2015 年 1 月8 日
1、课题来源 2、研究目的和意义
3、国内外研究现状和发展趋势综述
4、本课题的主要研究内容及方案
方案阐述： 本系统共有两部分构成，即硬件部分与软件部分。其中硬件部分由电源输入部分、键盘输入部分、密码存储部分、复位部分、晶振部分、显示部分、报警部分、开锁部分、红外部分组成，软件部分对应的由主程序、初始化程序、12864显示程序、键盘扫描程序、启动程序、关闭程序、建功能程序、密码设置 程序、EEPROM读写程序和延时程序，红外线程序等组成。用单片机灵活的编 程设计和丰富的I/O端口，及其控制的准确性，实现基本的密码锁功能。在单片机的外围电路外接输入键盘用于密码的输入和一些功能的控制，外接AT24C02芯片用于密码的存储，外接12864液晶显示器用于显示作用。 超市存物柜密码锁设计原理： 本设计主要由单片机、矩阵键盘、液晶显示器和密码存储等部分组成。密码锁工作的主要过程是12864液晶显示提示开始输入密码，通过键盘输入密码，同时12864液晶显示密码输入情况，其中矩阵键盘用于输入数字密码和进行各种功能的实现。由用户通过连接单片机的矩阵键盘输入密码，后经过单片机对用户输入的密码与自己保存的密码进行对比，从而判断密码是否正确，然后控制引脚的高低电平传到开锁电路或者报警电路控制开锁还是报警，实际使用时只要将单片机的负载由继电器换成电子密码锁的电磁铁吸合线圈即可，当然也可以用继电器的常开触点去控制电磁铁吸合线圈。 主要的设计实施过程： 1、选用ATMEL公司的单片机AT89C52，以及选购其他电子元器件。 2、使用PROTEUS软件设计硬件电路原理图， 3、使用Keil uVision2软件编写单片机的C语言程序、仿真、软件调试。 4、使用PROTEUS软件进行模拟软、硬件调试。
南昌大学 毕业论文 题目名称：电子密码锁的设计 年级： 08应电一班层次：□本科■专科 学生学号： ZD08010236 指导教师：哈哈 学生姓名：天使技术职称：副教授 学生专业：应用电子技术所在系：电子工程系 上饶职业技术学院 2010年制
2 毕业设计（论文）要求 2.1 整体方案比较与论证根据设计要求给出2种设计方案，并进行比较和论证，确定最佳方案并进行设计。 2.2 要求有整体设计框图，相关设计参数的计算，电路原理图和元器件清单。 2.3要求有电路原理概述和分析。 2.4据所确定的设计电路，利用Protel或EWB等有关工具软件绘制电路原理图、PCB板图。 毕业设计（论文）时间安排： 3.1 2010年9月10日开题。 3.2 2010年11月10日前交一稿至指导老师，WORD 电子版格式和纸质版格式各1份，其它要求详见《毕业设计管理手册》。 3.3 2010年11月30日前指导老师提出修改意见，并将毕业设计一稿返还学生进行修改。 3.4 2010年12月10日前交二稿至指导老师，2010年12月20日前指导老师提出二次修改意见，并将毕业设计二稿返还学生进行修改。 3.5 2010年12月25日前交三稿至指导老师，2010年12月29日前指导老师给出学生毕业设计成绩，公布参加毕业设计答辩学生名单。 3.6 2011年1月4日至2011年1月5日进行毕业设计答辩。
4 毕业设计（论文）答辩及要求 4.1 简述毕业设计工作过程（3分钟以内）。 4.2 介绍毕业设计的内容，提出需要完善的方面（10分钟以内）。 4.3 回答老师提问（7分钟以内）。 毕业设计领导小组负责人：（签字）2011年01月04日
毕业论文声明 本人郑重声明： 1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。 学位论文作者（签名）： 年月
关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。本人完全了解大学有关保存，使用毕业论文的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为大学。本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据 库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 论文作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 摘要 近年来，随着改革开放的深入发展，电子电器的飞速发展.人民的生活水平有了很大提高。各种高档家电产品和贵重物品为许多家庭所拥有。然而一些不法分子也是越来越多。这点就是看到了大部分人防盗意识还不够强。造成偷盗现象屡见不鲜。因此，越来越多的居民家庭对财产安全问题十分担忧。 有报警功能的密码锁这时正为人们解决了不少问题.但是市场上的密码锁大部分都是用于一些大公司财政机构。价格高昂,一般人们难以接受。如果再设计和生产一种价格低廉、性能灵敏可靠的密码锁，必将在防盗和保证财产安全方面发挥更加有效的作用。 由于电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作的，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。它的种类很多，有简易的电路产品，也有基于芯片的性价比较高的产品。现在应用较广的电子密码锁是以芯片为核心。 关键词密码；开锁；报警
课程设计报告课程设计题目：4位串行数字密码锁 学号：201420130326
学生姓名：谢渊良 专业：通信工程 班级：1421302 指导教师：钟凯 2017年1月5日 1.摘要 随着科技的发展数字电路的各种产品广泛应用，传统的机械锁由于其构造的简单，安全性不高，电子密码锁其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，使用方便，将会是未来使用的趋势。本设计使用EDA设计使设计过程廷到高度自动化，其具有强大的设计功能、测试、仿真分析、管理等功能。使用EDA环境完成电路的系统综合设计和仿真。用VHDL可以更加快速、灵活地设计出符合各种要求的密码锁。本设计基于Verilog HDL语言来设计密码锁，先介绍设计要求和整体设计思想，随后对所使用各模块分别为键盘模块、连接模块、控制模块进行了介绍，给出各个模块的主要代码，在对各个模块的功能进行仿真。 关键字：密码锁Verilog HDL
2.设计内容 设计一个4位数字密码锁子系统 1）1.2设计要求 开锁密码为4位二进制，当输入密码与锁内给定的密码一致时，方可开锁。否则进入“错误”状态，发出报警信号。 2）锁内的密码可调。 3）串行数字密码锁的报警，直到按下复位开关，才停下。此时，数字密码锁又自动等待下一个开锁状态。 3.系统设计 本设计中，FPGA 系统采用硬件描述语言Verilog 按模块化方式进行设计，并用modersim 软件对各个模块进行编写仿真。 3.1键盘模块 键盘电路理想接口图： flag Set Reset key_value
设计原理： 本模块采用2×2的扫描键盘电路，对输入信号进行采集，此模块的主要功能是每按下一个按键，flag 产生一个矩形波，作为连接模块的触发信号。同时key_value 值为所按下键的编码值，与flag 一同传入连接模块。 实际设计接口图： flag key_value 键盘模块仿真图：
摘要 电子密码锁己广泛的应用于日常生活中，随着电子产品向智能化和微型化的不断发展，单片机已成为电子产品研制和开发中首选的控制器。由于单片机具有体积小,耗电少,控制精度高,运行可靠等的特点,所以广泛应用于生产实际中。电子密码锁是每个行业和生活中的重要参数之一。为了更好地推广电子锁在各领域中的应用，在此根据任务要求设计了一种基于AT89S52单片机控制的电子密码锁。并介绍了单片机控制的矩阵式开关与数码管控制装置及其工作原理、设计思想、以及硬件电路和软件程序等。装置应用AT89S52单片机，通过单片机编写密码程序，并用74LS47和3-8译码器74LS138驱动的数码管来显示密码。数码管可以时时显示当前输入的六位数字。当输入密码正确时，对应的指示灯亮；当密码不正确时，另一个对应的指示灯亮且并且发出声音报警。 关键词：矩阵式键盘，单片机，数码管显示，电子密码锁，译码器 Abstract Electronic locks have been widely used in daily life, as electronic
products to intelligent and miniaturization, SCM has become electronic product research and development in the preferred controller。Since the microcontroller with small, low power consumption, high precision control, reliable, and more features,it is widely used in production。Electronic code lock is the life of each industry and one of the important parameters。In order to better promote electronic locks in all areas of application，we designed an application MCU AT89S52 microcontroller-based control design of a matrix switch with digital control devices and their working principle, design, and hardware and software of electronic lock。AT89S52 microcontroller device applications, the password program written by SCM, and 3-8 with 74LS47Decoder 74LS138-driven digital control to display the password。Digital tube can always display the current input of six digits。When you enter the password correctly, the corresponding indicator light；When the password is incorrect, the other, and the corresponding indicator light and sound alarm。 Key word：Matrix keyboard，SCM，Digital display ，Electronic locks 目录 摘要 (Ⅰ) Abstract (Ⅱ)
毕业设计外文翻译 V oice of Electronic Password-lock Design 语音电子密码锁的设计
Voice of Electronic Password-lock Design (https://www.doczj.com/doc/973090109.html, / JUN E 200 6 ) Abstract:The design is the use of voice recognition technology and keyboard input, Sunplus SPCE061A SCM in achieving a voice electronic password lock authentication system.Voice recognition and electronic password lock function of the ordinary locks, and dual role of security. The password lock safe, effective, reliable, but also has voice recognition, password Preferences, confidentiality strong, tips and other features of error. Key words:SPCE061A; voice recognition, electronic password lock; FLASH 1 Introduction As people's living standards improve and strengthen the sense of security, safety locks system becomes essential, therefore a password lock, magnetic locks, electronic locks, laser lock, voice-activated lock locks, etc., they are On the basis of traditional keys, using one or more passwords, different voices, different magnetic field, different sound, different light beams of different images (such as fingerprints, retina retina, etc.) to control open the lock. In this paper, using speech recognition technology and keyboard to control the importation of the integration of SCM in Sunplus SPCE061A achieve a voice on the electronic certification system password lock. 2 voice electronic password-lock system This system is mainly composed of Sunplus SPCE061A SCM, MIC input circuit, voice output circuit, 4 × 4 keyboard, six Qiduan LED display and output control and FLASH memory components. System is the main function: the training, the speaker's voice through a microphone into the speaker voice signal acquisition front-end circuit, by voice signal processing circuit on the acquisition of the characteristics of voice signals and voice processing, from the speaker's personality characteristics and parameters Store, a speaker parameters database. In recognition, will be voice recognition and speaker parameters database matching, voice recognition and complete control of the keyboard, and activate or release of locks, the final completion of the lock. System is relying on hardware and software to closely cooperate with the Sunplus SPCE061A SCM flexible control achieved.
摘要 随着电子技术的发展，具有防盗报警等功能的电子密码锁代替密码量少、安全性差的机械式密码锁已是必然趋势。电子密码锁与普通机械锁相比，具有许多独特的优点：保密性好，防盗性强，可以不用钥匙，记住密码即可开锁等。目前使用的电子密码锁大部分是基于单片机技术，以单片机为主要器件，其编码器与解码器的生成为软件方式。在实际应用中，由于程序容易跑飞，系统的可靠性能较差。 本文主要阐述了一种基于现场可编程门阵列FPGA器件的电子密码锁的设计方法。用FPGA器件构造系统，所有算法完全由硬件电路来实现，使得系统的工作可靠性大为提高。由于FPGA具有现场可编程功能，当设计需要更改时，只需更改FPGA 中的控制和接口电路，利用EDA工具将更新后的设计下载到FPGA中即可，无需更改外部电路的设计，大大提高了设计的效率。因此，采用FPGA开发的数字系统，不仅具有很高的工作可靠性，而且升级也极其方便。 本文采用EDA技术，利用Quartus II工作平台和硬件描述语言，设计了一种电子密码锁，并通过一片FPGA芯片实现。 关键词：电子密码锁；FPGA；硬件描述语言；EDA
Abstract With the development of electronic technology, electronic password lock with burglar alarm and other functions replacing less password and poor security mechanical code lock is an inevitable trend. compared electronic password lock with ordinary mechanical locks, it has many unique advantages ：confidentiality, and security in nature, do not use the key, remember password can unlock it etc .Most electronic password locks we used now is based upon SCM technology ,SCM is its mainly device ,and the creating of encoding and decoding devices is the fashion of Software mode. In practical application, the reliability of the system may be worse because of easy running fly of the programme. This paper mainly expatiates a design method of electronic password lock based upon Field Programmable Gate Array device. We use FPGA devices to construct system , all of the algorithm entirely achieved by the hardware circuit , because of FPGA has the function of ISP , when the design needs to be changed We only need to change the control and interface circuit of FPGA,EDA tools are used to download the updated design to FPGA without changing the design of the external circuit , this greatly enhance the efficiency of the design .Therefore , we use FPGA to empolder the digital system has not only high reliability but also extremely convenient of upgrading and improvement .In this paper ,we use EDA technology , Quartus II platform and hardware description language designing an electronic password lock ,and it achieved through an FPGA chip. Key words：electronic password lock；FPGA；hardware description language；EDA