目录
1，注意
2，可能遇到的问题
3，题目描述
4，实现前期准备
5，实现代码
6，引脚设置
7，部分验证
1，注意
该博客是根据自己的课设报告写的，所以大家不要抄袭，仅用作给大家提供实现思路以及一些经验，希望大家根据我写的东西，理解关键的代码，较为熟练的掌握VHDL语言的语法，规则以及流程，学会如何自己实现所有的功能；
2，可能遇到的问题
1，对于不会安装quartusII 9.0的同学可以参考前一篇博客：EDA课设(数字系统设计)--quartusII 9.0安装及altera usb-blaster驱动识别失败解决
2，如果大家不知道如何使用板载的led灯，8段数码管，clk信号，可以参考前一篇博客里面下载的资源，在目录：数字系统设计实验\实验，下的EDA-I便携式数字系统实验与设计平台说明书.pdf文件；
3，题目描述
完成一简易密码锁的设计，实现６位密码的设定与开锁。
1）使用６个按键进行密码输入，K0-K5,分别代表数字键0-5，用右边６个数码管显示；
2）密码初始值为555555；开锁方式：xxxxxx（x代表密码数字，位数等于6位）；上电后，初始显示：＂PP------＂；输入一个数字就在最右数码管显示，前面的数字均左移一个数码管。输入正确显示“--OPEN--”,输入错误显示“--EEEE--”。
3）设计一个重新输入按钮K6，在输入未全或者错误（没达到3次）时，恢复输入，按下后显示“PP------”
4）工作时钟1khz；连续3次输错密码则锁死，只有重启电路；连续2次错误点亮警报灯。
5) 用按键k7设置密码，设定方式：旧密码，输入两次，输入前显示为“OP------”，正确后提示输入新密码：“NP------”,连续输入2次。以上出错均显示“--EEEE--”，可按K7恢复设置，或者K6。
4，实现前期准备
根据题目的描述，我们可以将大体的设计分成两个主要部分，第一个部分是开锁，第二个部分是重置密码；
想明白自己要实现的功能之后，下面就是设计程序的流程了，因为VHDL内部绝大部分是并行执行的，但是我习惯了写顺序的代码，所以在编写程序时犯了许多的逻辑错误，比如对一些信号赋值时，本来想要的是一个一个改变，但是由于是并行执行，它总是全部一起赋值，导致数码管只能显示一样的内容，不能得到我想要的结果，后面我自己想了很久，也参考了一些别人的文章，经过自己的反复测试，发现状态的转换可以实现我想要的功能，所以我最后决定用类似状态转换的方式来实现我想要的效果，实现这个题目的要求并非几句话就可以说清楚的，过程是非常痛苦的，但是大家也不要因为一些困难就选择摆烂，应该要了解VHDL的结构，尽量理解书上的知识以及参考代码，达到能自己实现所有功能的目的，这应该也是课设的目的；
下面这个是我做这个题目的自己做思维导图，这个图是我实现密码锁所有之后才做的，算是后期的东西，放在这里主要是便于大家理解下面的代码，了解思路；
5，实现代码
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_arith.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity seg is
port(
clk : in std_logic;
key0,key1,key2,key3,key4,key5,key6,key7 : in std_logic;
led_warning : out std_logic_vector(7 downto 0);
smg_led : out std_logic_vector(7 downto 0);--数码管8段led
smg_code : out std_logic_vector(7 downto 0)--8个数码管
);
end entity seg;
architecture display of seg is
type smg_led_array is array (7 downto 0) of std_logic_vector(7 downto 0);
signal smg_leds : smg_led_array;
signal smg_index : integer range 0 to 7 :=0;
type smg_code_array is array (0 to 9) of std_logic_vector(7 downto 0);
signal smg_codes : smg_code_array; --存放字符
signal password : std_logic_vector(17 downto 0);
signal password_code:std_logic_vector(17 downto 0) :="101101101101101101";
type smg_int_array is array (7 downto 0) of integer;
signal smg_int : smg_int_array :=(7,7,6,6,6,6,6,6); --存放字符对应的数字
signal counter,count : std_logic_vector(1 downto 0) := "00";
signal i : std_logic_vector(2 downto 0) := "000";
signal state : std_logic_vector(3 downto 0) := "0000";
signal k0,k1,k2,k3,k4,k5,k6,k7 : std_logic;
begin
smg_codes(0)<="00111111";--0 --字符对应的数字数组
smg_codes(1)<="00000110";--1
smg_codes(2)<="01011011";--2
smg_codes(3)<="01001111";--3
smg_codes(4)<="01100110";--4
smg_codes(5)<="01101101";--5
smg_codes(6)<="01000000";--'-'
smg_codes(7)<="01110011";--'P'
smg_codes(8)<="01111001";--'E'
smg_codes(9)<="00110111";--'N'
--动态扫描数码管的进程
smg_saomiao:process(clk)
begin
if clk'event and clk='1' then
smg_led<=smg_leds(smg_index);--shu_ma_guan_shu_chu
smg_code <= not(conv_std_logic_vector(2**smg_index,8));
if smg_index=7 then smg_index<=0;
else smg_index<=smg_index+1;
end if;
end if;
end process;
--数码管显示进程
smg_show:process(clk)
begin
smg_leds(7) <= smg_codes(smg_int(7));
smg_leds(6) <= smg_codes(smg_int(6));
smg_leds(5) <= smg_codes(smg_int(5));
smg_leds(4) <= smg_codes(smg_int(4));
smg_leds(3) <= smg_codes(smg_int(3));
smg_leds(2) <= smg_codes(smg_int(2));
smg_leds(1) <= smg_codes(smg_int(1));
smg_leds(0) <= smg_codes(smg_int(0));
end process;
--处理按键的进程
handle_key:process(clk,state,key0,key1,key2,key3,key4,key5,key6,key7)
variable int_temp : smg_int_array ;
begin
if clk'event and clk='1' then --统一时钟信号 k0<=key0;k1<=key1;k2<=key2;k3<=key3;k4<=key4;k5<=key5;k6<=key6;k7<=key7;
--state0: --状态0：初始化
if state="0000" then
int_temp:=(7,7,6,6,6,6,6,6);
state<="0001"; --进入状态1
i<="000";
password<="000000000000000000";
end if;
--state0 --状态0结束
--state1: --状态1：确定密码
if state="0001" then
if i="110" then
i<="000";
if password=password_code then --密码正确
led_warning<="00000000";
counter<="00";
state<="0010"; --进入状态2
int_temp:=(6,6,0,7,8,9,6,6); --显示“--OPEN--”
else --mi_ma_false;
counter<=counter+"01";
--password<="000000000000000000";
if counter="01" then
led_warning<="11111111"; --报警
state<="0010"; --进入状态2
int_temp:=(6,6,8,8,8,8,6,6); --显示“--EEEE--”
elsif counter="10" then --密码错误三次
state<="1000"; --进入死锁状态
int_temp:=(8,8,8,8,8,8,8,8); --显示“EEEEEEEE”
else
led_warning<="00000000";
state<="0010"; --进入状态2
int_temp:=(6,6,8,8,8,8,6,6); --显示“--EEEE--”
end if;
end if;
else
--判断是哪个key
if (k0='0')and(key0='1') then --key0
i<=i+"001";
password(17 downto 3)<=password(14 downto 0);
password(2 downto 0)<="000";
int_temp:=(int_temp(6),int_temp(5),int_temp(4),int_temp(3),int_temp(2),int_temp(1),int_temp(0),0);
end if;
if (k1='0')and(key1='1') then --key1
i<=i+"001";
password(17 downto 3)<=password(14 downto 0);
password(2 downto 0)<="001";
int_temp:=(int_temp(6),int_temp(5),int_temp(4),int_temp(3),int_temp(2),int_temp(1),int_temp(0),1);
end if;
if (k2='0')and(key2='1')then --key2
i<=i+"001";
password(17 downto 3)<=password(14 downto 0);
password(2 downto 0)<="010";
int_temp:=(int_temp(6),int_temp(5),int_temp(4),int_temp(3),int_temp(2),int_temp(1),int_temp(0),2);
end if;
if (k3='0')and(key3='1') then --key3
i<=i+"001";
password(17 downto 3)<=password(14 downto 0);
password(2 downto 0)<="011";
int_temp:=(int_temp(6),int_temp(5),int_temp(4),int_temp(3),int_temp(2),int_temp(1),int_temp(0),3);
end if;
if (k4='0')and(key4='1') then --key4
i<=i+"001";
password(17 downto 3)<=password(14 downto 0);
password(2 downto 0)<="100";
int_temp:=(int_temp(6),int_temp(5),int_temp(4),int_temp(3),int_temp(2),int_temp(1),int_temp(0),4);
end if;
if (k5='0')and(key5='1') then --key5
i<=i+"001";
password(17 downto 3)<=password(14 downto 0);
password(2 downto 0)<="101";
int_temp:=(int_temp(6),int_temp(5),int_temp(4),int_temp(3),int_temp(2),int_temp(1),int_temp(0),5);
end if;
if (k6='0')and(key6='1') then --key6
state<="0000"; --回到状态0
counter<="00"; --计数器清0
end if;
if (k7='0')and(key7='1') then
state<="0011"; --进入状态3
end if;
end if;
end if;
--state1 --判断按键状态结束
--state2: --恢复状态，按key6重新输入，按key7进入重置密码
if state="0010" then
password<="000000000000000000";
if (k6='0')and(key6='1') then
state<="0000"; --回到状态0
end if;
if (k7='0')and(key7='1') then
state<="0011"; --进入状态3
end if;
end if;
--state2 --状态2结束
--state3: --状态3：重置密码中间态
if state="0011" then
int_temp:=(0,7,6,6,6,6,6,6); 显示“OP-----”
state<="0100"; --进入状态4
i<="000";
password<="000000000000000000";
end if;
--state3 --状态3结束
--state4: --状态4：确认旧密码
if state="0100" then
if i="110" then
i<="000";
count<=count+"01";
if password=password_code then --mi_ma_true
counter<=counter+"01";
count<="00";
led_warning<="00000000";
if counter="01" then --连续两次输入正确旧密码
counter<="00";
int_temp:=(9,7,6,6,6,6,6,6); --显示“NP------”
state<="0110"; --进入状态6
else
state<="0011"; --正确一次，回到状态3
end if;
else
if count="01" then --连续两次错误
state<="1000"; --进入死锁状态
int_temp:=(8,8,8,8,8,8,8,8); --显示“EEEEEEEE”
else
led_warning<="11111111"; --报警
state<="0101"; --输入错误旧密码，进入状态5
int_temp:=(6,6,8,8,8,8,6,6); --显示“--EEEE--”
i<="000";
end if;
end if;
else
--判断key
if (k0='0')and(key0='1') then --key0
i<=i+"001";
password(17 downto 3)<=password(14 downto 0);
password(2 downto 0)<="000";
int_temp:=(int_temp(6),int_temp(5),int_temp(4),int_temp(3),int_temp(2),int_temp(1),int_temp(0),0);
end if;
if (k1='0')and(key1='1') then --key1
i<=i+"001";
password(17 downto 3)<=password(14 downto 0);
password(2 downto 0)<="001";
int_temp:=(int_temp(6),int_temp(5),int_temp(4),int_temp(3),int_temp(2),int_temp(1),int_temp(0),1);
end if;
if (k2='0')and(key2='1')then --key2
i<=i+"001";
password(17 downto 3)<=password(14 downto 0);
password(2 downto 0)<="010";
int_temp:=(int_temp(6),int_temp(5),int_temp(4),int_temp(3),int_temp(2),int_temp(1),int_temp(0),2);
end if;
if (k3='0')and(key3='1') then --key3
i<=i+"001";
password(17 downto 3)<=password(14 downto 0);
password(2 downto 0)<="011"; int_temp:=(int_temp(6),int_temp(5),int_temp(4),int_temp(3),int_temp(2),int_temp(1),int_temp(0),3);
end if;
if (k4='0')and(key4='1') then --key4
i<=i+"001";
password(17 downto 3)<=password(14 downto 0);
password(2 downto 0)<="100";
int_temp:=(int_temp(6),int_temp(5),int_temp(4),int_temp(3),int_temp(2),int_temp(1),int_temp(0),4);
end if;
if (k5='0')and(key5='1') then --key5
i<=i+"001";
password(17 downto 3)<=password(14 downto 0);
password(2 downto 0)<="101"; int_temp:=(int_temp(6),int_temp(5),int_temp(4),int_temp(3),int_temp(2),int_temp(1),int_temp(0),5);
end if;
end if;
end if;
--state4 --状态4结束
--state5: --状态5：确认旧密码中间态，按key6或key7回到状态3
if state="0101" then
if (k6='0')and(key6='1') then
state<="0011"; --回到状态3
end if;
if (k7='0')and(key7='1') then
state<="0011"; --回到状态3
end if;
end if;
--state5 --状态5结束
--state6: --状态6：设置新密码中间态
if state = "0110" then
state<="0111"; --进入状态7
i<="000";
end if;
--state6 --状态6结束
--state7: --状态7：设置新密码
if state="0111" then
if i="110" then
state<="0000"; --成功设置新密码，回到状态0
int_temp:=(7,7,6,6,6,6,6,6); --显示“PP--------”
else
--判断key
if (k0='0')and(key0='1') then --key0
i<=i+"001";
password_code(17 downto 3)<=password_code(14 downto 0);
password_code(2 downto 0)<="000";
int_temp:=(int_temp(6),int_temp(5),int_temp(4),int_temp(3),int_temp(2),int_temp(1),int_temp(0),0);
end if;
if (k1='0')and(key1='1') then --key1
i<=i+"001";
password_code(17 downto 3)<=password_code(14 downto 0);
password_code(2 downto 0)<="001";
int_temp:=(int_temp(6),int_temp(5),int_temp(4),int_temp(3),int_temp(2),int_temp(1),int_temp(0),1);
end if;
if (k2='0')and(key2='1')then --key2
i<=i+"001";
password_code(17 downto 3)<=password_code(14 downto 0);
password_code(2 downto 0)<="010";
int_temp:=(int_temp(6),int_temp(5),int_temp(4),int_temp(3),int_temp(2),int_temp(1),int_temp(0),2);
end if;
if (k3='0')and(key3='1') then --key3
i<=i+"001";
password_code(17 downto 3)<=password_code(14 downto 0);
password_code(2 downto 0)<="011";
int_temp:=(int_temp(6),int_temp(5),int_temp(4),int_temp(3),int_temp(2),int_temp(1),int_temp(0),3);
end if;
if (k4='0')and(key4='1') then --key4
i<=i+"001";
password_code(17 downto 3)<=password_code(14 downto 0);
password_code(2 downto 0)<="100";
int_temp:=(int_temp(6),int_temp(5),int_temp(4),int_temp(3),int_temp(2),int_temp(1),int_temp(0),4);
end if;
if (k5='0')and(key5='1') then --key5
i<=i+"001";
password_code(17 downto 3)<=password_code(14 downto 0);
password_code(2 downto 0)<="101";
int_temp:=(int_temp(6),int_temp(5),int_temp(4),int_temp(3),int_temp(2),int_temp(1),int_temp(0),5);
end if;
end if;
end if;
--state7 --状态7结束
end if;
--把中间结果赋值给数码管对应字符的数字数组
smg_int<=int_temp;
end process;
end architecture display;6，引脚设置
根据题目要求，需要用到的板载资源有时钟信号clk：pin128（1khz）；8个数码管：pin135，pin133，pin132，pin131，pin130，pin121，pin120，pin119；数码管的8段led灯：pin144，pin143，pin142，pin141，pin140，pin138，pin137，pin136；8个按键：K7：pin43，K6：pin42，K5：pin41，K4：pin39，K3：pin38，K2：pin37，K1：pin36，K0：pin35；8个报警的led灯：pin95，pin92，pin91，pin90，pin89，pin88，pin87，pin86。
7，部分验证
1，初始显示：
2，打开锁：
3，重置密码：
4，输入新密码：文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-476980.html
文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-476980.html
到了这里，关于EDA课设(数字系统设计)--数字密码锁的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！
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