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[導(dǎo)讀]基于EDA技術(shù)設(shè)計(jì)的電子密碼鎖,以其價(jià)格便宜、安全可靠、使用方便,受到了人們的普遍關(guān)注。而以現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器件(FPGA)為設(shè)計(jì)載體,以硬件描述語(yǔ)言(VHDE)為主要表達(dá)方式,以QuartusⅡ開發(fā)軟件和GW48EDA開發(fā)系統(tǒng)為設(shè)

基于EDA技術(shù)設(shè)計(jì)的電子密碼鎖,以其價(jià)格便宜、安全可靠、使用方便,受到了人們的普遍關(guān)注。而以現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器件(FPGA)為設(shè)計(jì)載體,以硬件描述語(yǔ)言(VHDE)為主要表達(dá)方式,以QuartusⅡ開發(fā)軟件和GW48EDA開發(fā)系統(tǒng)為設(shè)計(jì)工具設(shè)計(jì)的電子密碼鎖,由于其能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)碼輸入、數(shù)碼清除、密碼解除、密碼更改、密碼上鎖和密碼解除等功能,因此,能夠滿足社會(huì)對(duì)安全防盜的要求。

1 電子密碼鎖的基本功能

電子密碼鎖主要實(shí)現(xiàn)的功能包括:

(1)數(shù)碼輸入:按下一個(gè)數(shù)字鍵,其對(duì)應(yīng)的數(shù)字就顯示在最右邊的數(shù)碼管上,同時(shí)將先前輸入的所有數(shù)字向左移動(dòng)一位。設(shè)計(jì)密碼為4位,系統(tǒng)只能顯示前4位輸人的數(shù)碼。

(2)數(shù)碼清除:當(dāng)按下清除鍵時(shí),清除前面輸入的所有值,并顯示為“----”。

(3)密碼解除:按下55#鍵,可以將電子密碼鎖的舊密碼解除。

(4)密碼更改:將舊密碼解除之后,可以進(jìn)行密碼更改。輸入任意四位密碼數(shù)字,再按#號(hào)就可以將輸入的數(shù)碼當(dāng)作新的密碼。

(5)密碼上鎖:輸入新的密碼之后,按下11#鍵,可以進(jìn)行密碼上鎖操作。

(6)密碼解鎖:按下99#鍵,再輸入數(shù)碼;如果輸入與系統(tǒng)儲(chǔ)存密碼一致,密碼鎖就能開啟;否則不能解鎖。

2 電子密碼鎖的結(jié)構(gòu)原理

2.1 電子密碼鎖的整體結(jié)構(gòu)

電子密碼鎖的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示,它包括密碼鎖輸入模塊、控制模塊和顯示模塊等。



2.2 密碼鎖輸入模塊

密碼鎖輸入模塊的電路框圖如圖2所示,它由時(shí)序產(chǎn)生電路、鍵盤掃描電路、彈跳消除電路、鍵盤譯碼電路和按鍵存儲(chǔ)電路組成。



時(shí)序產(chǎn)生電路用于產(chǎn)生電路中三種不同頻率的工作脈沖波形,包括系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)、彈跳消除取樣信號(hào)和鍵盤掃描信號(hào)。

鍵盤電路可提供鍵盤掃描信號(hào)。該信號(hào)由ky3~ky0進(jìn)入鍵盤,其變化的順序?yàn)?110-1101-1011-0111-1110……周而復(fù)始。掃描信號(hào)0111代表掃描的為*、0、#這一排按鍵,當(dāng)*這個(gè)按鍵被按下時(shí),由kx2~kx0讀出的值為011。按鍵位置的數(shù)碼關(guān)系如表1所列。



彈跳消除電路可避免誤操作發(fā)生。由于設(shè)計(jì)中采用的矩陣式鍵盤是機(jī)械開關(guān)結(jié)構(gòu),因此,在開關(guān)切換的瞬間,會(huì)在接觸點(diǎn)出現(xiàn)信號(hào)來回彈跳的現(xiàn)象。為使電子密碼鎖可靠工作,必須加上彈跳消除電路。彈跳消除電路采用軟件延時(shí)的方法消除抖動(dòng),其仿真波形如圖3所示。從圖3中可以看出,若采樣信號(hào)連續(xù)兩次或超過兩次檢測(cè)到高電平信號(hào),說明按鍵狀態(tài)確實(shí)發(fā)生了變化,此時(shí)電路輸出一個(gè)時(shí)鐘周期的按鍵信號(hào);否則當(dāng)作抖動(dòng)處理而不予理會(huì),以此來消除抖動(dòng)。

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