基于vhdl数字电路设计

基于vhdl数字电路设计内容摘要：

复位 信号 喇叭 4 方波生成模块 FEN 分频占空比为 1： 1000 的方波，用于消除抖动。 分频电路的输入时钟CLK是由外部时钟提供的，外部时钟周期取 200ns。 FEN模块程序如下： LIBRARY IEEE。 USE ENTITY fen IS PORT(clk:in std_logic。 clk1:out std_logic)。 END fen。 ARCHITECTURE fen_arc OF fen IS BEGIN PROCESS(clk) VARIABLE t:integer range 0 to 9999。 BEGIN IF clk’event’ AND clk=39。 139。 then IF t=9999 then t=0。 clk1=39。 139。 ELSE t:=t+1。 clk1=39。 039。 END IF END IF。 END PROCESS。 END fen_arc。 消抖同步模块 对于 K1和 K0信号，它们分别代表 1和 0的按键开关，可以直接送入密码锁逻辑控制模块CORNAA。 但由于它们是由按键产生的，其产生时刻和持续时间长短是随机的，并且存在因开关簧片反弹引起的电平抖动现象 .因此，必须在每个开关后面安排一个消抖和同步化电路模块XIAOPRO，目的是保证系统能捕捉到输入脉冲，同时，保证每按一次健只形成一个宽度固定的脉冲。 在 XIAOPRO模块中，因为变量的赋值是直接的，立即生效的，它在某一时刻仅包含一个值，而信号的赋值是有一个值，而信号的赋值是有一定附加时延的，故当时钟脉冲下 降沿到来时，变量 temp2和 temp3在赋值语句执行后立即分别得到新值： tmp1的值和 tmp2的非值，而输入信号a经过一定时延赋值给信号 tmp1，实现了消除抖动并且同步的功能。 用来描述输入消抖同步电路功能的 VHDL语言程序如下： LIBRARY IEEE。 USE。 ENTITY xiaopro IS PORT(a,clk1:in std_logic。 b:out std_logic)。 END xiaopro。 5 ARCHITECTURE xiao_arc OF ziaopro IS SIGNAL tmp1:std_logic。 BEGIN PROCESS(clk1,a) VARIABLE tmp3,tmp2:std_logic。 BEGIN IF clk1 ’event and clk 1=39。 039。 then tmp1=a。 tmp2:=tmp1。 tmp3:=not tmp2。 END IF。 b=tmp1 and tmp3 and clk1。 END PROCESS。 END xiao_arc。 密码锁逻辑控制模块 模块 CORNAA 是整个设计的核心，它实现密码锁的逻辑功能。 管理员有权在任何时候按动密码初始化按键 LC，此时锁内密码设置为程序初始化密码值（在本模块程序中初值为 10010101）。 开锁代码为 8位二进制数，当输入代码的位数和位值与锁内给定的密码一致，且按规定程序开锁时，方可开锁，并点亮开锁指示灯 LT。 否则，系统进入“错误”状态，并发出报警信号。 串行数字锁的报警方式是点亮指示灯 LF，并使喇叭鸣叫，直到按下复位开关，报警才停止。 此时，数字锁又自动进入等待下一次开锁的状态。 该 8位串行电子密码锁设置 8位二进制密码，要求锁内给定的密码是可调的，且设置方便，保密性好。 其具体操作分为输入密码和修改密码两部分[16]。 （ 1） 输入密码 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。 若锁内密码为“ 10010101”， K1和 K0置低电平，分别表示输入“ 1”和“ 0”。 输入密码前先进行复位操作，再按着从密码最低位到最高位的顺序依次正确输入 10101001。 若采用共阴极 LED接法，当输入第 0位“ 1”后，八个二极管中相对应的二极管点亮（此时二极管指示灯 lamp=“ 10000000” ,输入密码信号 shift=“ 10000000” ） ,接着输入第 1位“ 0”（此时 lamp=“ 11000000” ， shift=“ 01000000” ）„„依照顺序，将 8 位二进制密码全部正确输入完毕后（此时 lamp=“ 11111111” ， shift=“ 10010101” ），经检验，输入的密码 shift等于锁内预先设置的密码lock，密码开锁信号 LT置高电平，锁开启。 同时，密码修改控制信号 LA置高电平。 若在输入密码的过程中， 8位二进制密码出现一位或多位输入错误，那么锁不能开启，同时 ALM置高电平，指示灯 LF 亮，发出报警信号，通知管理员。 直到按下复位开关，报警才停止。 此时，数字锁又自动进入等待下一次开锁的状态。 （ 2） 修改密码 为防止非管理员任意进行密码修改，必须在正确输入密码后，才能重新设置密码。 输入正确。