fpga數(shù)碼鎖設(shè)計報告

FPGA數(shù)碼鎖設(shè)計報告一、項目概述本項目旨在設(shè)計一個基于FPGA的數(shù)碼鎖系統(tǒng)，通過輸入正確的密碼來實現(xiàn)對某一設(shè)備或系統(tǒng)的解鎖。該數(shù)碼鎖系統(tǒng)具有安全性高、可靠性強、易于使用等特點。二、硬件設(shè)計1.輸入設(shè)備本數(shù)碼鎖系統(tǒng)采用基于鍵盤的輸入設(shè)備，用戶可以通過鍵盤輸入密碼。2.輸出設(shè)備輸出設(shè)備為LED顯示屏，通過LED顯示用戶輸入的密碼以及解鎖狀態(tài)。3.存儲器本系統(tǒng)采用FPGA內(nèi)部塊RAM用于存儲密碼和解鎖狀態(tài)。4.控制器控制器采用FPGA內(nèi)部邏輯單元進(jìn)行密碼驗證和解鎖操作。三、設(shè)計實現(xiàn)1.狀態(tài)機設(shè)計設(shè)計一個狀態(tài)機來實現(xiàn)數(shù)碼鎖的工作過程。stateDiagram

[*]-->Input_Password

Input_Password-->Verify_Password:輸入密碼

Verify_Password-->Locked:密碼錯誤

Verify_Password-->Unlocked:密碼正確

Locked-->Input_Password:重新輸入密碼

Unlocked-->[*]:解鎖成功2.密碼驗證算法設(shè)計一個簡單的密碼驗證算法，將用戶輸入的密碼與預(yù)設(shè)的密碼進(jìn)行比對。3.硬件連接連接鍵盤輸入設(shè)備、LED顯示屏輸出設(shè)備、FPGA中的RAM存儲器和邏輯單元控制器。4.源代碼實現(xiàn)moduledigital_lock(

inputclk,

inputrst,

input[3:0]password,

input[3:0]input_password,

outputreglocked,

outputreg[3:0]led_display

);

reg[3:0]correct_password=4'b1100;

always@(posedgeclkorposedgerst)

begin

if(rst)

begin

locked<=1'b1;

end

elseif(input_password==correct_password)

begin

locked<=1'b0;

end

else

begin

locked<=1'b1;

end

end

always@(posedgeclkorposedgerst)

begin

if(rst)

begin

led_display<=4'b0000;

end

else

begin

led_display<=locked?4'b1111:input_password;

end

end

endmodule四、測試與驗證1.仿真測試使用ModelSim對設(shè)計的Verilog代碼進(jìn)行仿真，驗證數(shù)碼鎖系統(tǒng)的功能是否符合預(yù)期。2.硬件測試將設(shè)計好的數(shù)碼鎖系統(tǒng)燒錄到FPGA芯片中，通過鍵盤輸入測試密碼，觀察LED顯示屏顯示結(jié)果，驗證實際硬件運行情況。五、總結(jié)與展望本文檔詳細(xì)介紹了基于FPGA的數(shù)碼鎖系統(tǒng)的設(shè)計過程，包括硬件設(shè)計、實現(xiàn)方法、測試驗證等