|
- UID
- 863084
|
0引言
传统机械锁的防盗功能差，在现代高科技安防系统中无法起到作用，已逐步被更可靠、更智能的电子数字密码锁代替。目前市场上的大部分密码锁产品是以单片机为核心的，利用软件进行控制，实际应用中系统稳定性较差且成本高。本文研究的是电子密码锁的一种纯硬件实现方案，为弥补传统技术的不足，采用EDA技术在可编程芯片上实现密码的存储、运算等操作，使产品既具有硬件的安全性和高速性，又具有软件开发的灵活性和易维护性。
1主要技术与开发环境
1.1 EDA技术及特点
EDA（Electronic Design Automation），即“电子设计自动化”，是目前电子设计领域中的主流技术。EDA技术就是依靠功能强大的电子计算机，在EDA工具软件平台上，对以硬件描述语言为系统逻辑描述手段完成的设计文件，自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化和仿真，直至下载到可编程逻辑器件CPLD/FPGA或专用集成电路ASIC芯片中，实现特定的电子电路设计功能。与传统电子设计方法相比，EDA技术具有以下主要优势：
（1）可以在电子设计的各个阶段、各个层次进行计算机模拟验证；
（2）独特的自顶向下的电子设计方案；
（3）使设计者拥有完全的自主权。
1.2硬件描述语言
VHDL（Very High Speed Integration Circuits Hard-ware Description Language），即“超高速集成电路硬件描述语言”，是当今电子设计领域的主流硬件描述语言。
它具有很好的电路行为描述能力和系统描述能力，且具有与具体硬件电路无关、与设计平台无关的特性，使得设计者可以专心致力于系统功能的实现，而不需要对不影响功能的、与工艺有关的因素花费过多的时间和精力。
1.3开发环境
1.3.1软件平台
QuartusⅡ是Altera公司推出的新一代开发软件，支持多种编辑输入法，包括图形输入法，基于硬件描述语言的文本编辑输入法和内存编辑输入法。它支持Altera的IP核，包含了LPM/MegaFunction宏功能模块库，使用户可以充分利用成熟的模块，简化自己的设计、提高开发效率。
QuartusⅡ作为一种可编程逻辑的设计环境，其强大的设计能力已经成为广大设计人员首选的开发工具，本设计采用的是QuartusⅡ9.0版本作为开发平台。
1.3.2硬件平台
CPLD（Complex Programmable Logic Device），即复杂可编程器件，由于CPLD具有编程灵活、集成度高、设计开发周期短、制造成本低、保密性强等特点，本文的硬件测试是基于MAXⅡ系列的CPLD上完成的，芯片型号为EPM240T100C5.
2密码锁功能要求
目前市面上的电子密码锁，只允许用户输入固定位数的密码。但在实际应用中，密码位数太多，不便于老年用户记忆，而位数太少，又不能满足一些对安全性能要求高的青年用户。本文中，基于CPLD的集成度高、成本低的特点，克服了以上缺点，让用户自行设定密码位数，该功能在同行业产品竞争中有一定的优势。
设计的电子密码锁可以完成以下功能：
（1）设置密码锁的密码位数n；
（2）n位密码的输入及显示；
（3）密码的核对；
（4）报警功能；
（5）密码的清除和修改。
主要由密码输入电路、核心控制电路和显示输出电路构成。其中，输入电路包括矩阵式键盘、键盘扫描电路、消抖电路、译码电路等；控制电路主要完成密码的输入、核对、清除和修改等功能；输出电路控制数码显示屏上密码值的显示。 |
|
