简易智能密码锁实验报告一、实验要求：设计并实现一个数字密码锁，密码锁有四位数字密码和一个确认开锁按键，密码输入正确，密码锁打开，密码输入错误进行警示。

基本要求：1、密码设置：通过键盘进行4 位数字密码设定输入,在数码管上显示所输入数字。

通过密码设置确定键（BTN 键）进行锁定。

2、开锁：在闭锁状态下，可以输入密码开锁，且每输入一位密码，在数码管上显示“-”，提示已输入密码的位数。

输入四位核对密码后，按“开锁”键，若密码正确则系统开锁，若密码错误系统仍然处于闭锁状态，并用蜂鸣器或led 闪烁报警。

3、在开锁状态下，可以通过密码复位键（BTN 键）来清除密码，恢复初始密码“0000”。

闭锁状态下不能清除密码。

4、用点阵显示开锁和闭锁状态。

提高要求：1、输入密码数字由右向左依次显示，即：每输入一数字显示在最右边的数码管上,同时将先前输入的所有数字向左移动一位。

2、密码锁的密码位数（4~6 位）可调。

二、系统设计：1、设计思路：在数字电路设计中，自顶向下设计方法的主要思想是对数字系统进行划分，将复杂的设计原理简化为相对简单的模块设计，不同的模块用来完成数字系统中某一部分的具体功能。

总体思路：2、总体框图：三、仿真波形及波形分析1、键盘输入模块图3-1 键盘输入仿真在上图中，clkjp时钟控制jpcat，jpcat控制kbout从0111到1110变换，然后手动控制kbin来模拟键盘的案件，从jpout就能看到的键入的数字。

2、防抖图3-2 防抖仿真上图中可以看见，btn1只在上升沿才有用，而clear会持续到一个周期的最后才会完毕。

3、状态转移图3-3 状态转移模块仿真如上图所示，开始，按下set=1，set1=1，setmode=1，进入设置密码状态。

然后，jpout连续输入2和6，改了密码，然后btn2=1代表按下了确定键，lockmode变成1，setmode变成0，状态从设定状态变成锁定状态。

再之后，ipout输入2和6，再次btn2=1（按下确定键），lockmode 变成0，状态从锁定状态变成开锁状态。

整个就实现了一个循环。

四、源程序library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity mms isport (clk : in std_logic;set:in std_logic;btn1,btn2,btnloc:in std_logic;smgzf: out std_logic_vector(6 downto 0);smgcatout:out std_logic_vector(5 downto 0);kbin: in std_logic_vector(3 downto 0);kbout: buffer std_logic_vector(3 downto 0);dzrow,dzcolr,dzcolg: out std_logic_vector(7 downto 0); fmq: out std_logic);end mms;architecture behave of mms issignal clkjp: std_logic;signal clksmg: std_logic;signal clkdz: std_logic;signal clkfd: std_logic;signal clkfm: std_logic;signal jpcat: integer range 0 to 3;signal smgcat:integer range 0 to 5;signal dzcat:integer range 0 to 7;signal tmp1: integer range 0 to 99999;--jpsignal tmp2: integer range 0 to 999;--dzsignal tmp3: integer range 0 to 999;--smgsignal tmp4: integer range 0 to 2499999;--fdsignal tmp5: integer range 0 to 20;--alarm timesignal tmpdo: integer range 0 to 97655;--alarm timesignal jpout:integer range 0 to 10;signal alarm:std_logic;signal m1y,m2y,m3y,m4y:std_logic_vector(6 downto 0);signal m1,m2,m3,m4,mm1,mm2,mm3,mm4: integer range 0 to 9; signal wei:integer range 0 to 3;signal kwei:integer range 0 to 4;signal setmode:std_logic;signal set1:std_logic;signal lockmode:std_logic;signal clear: std_logic;signal sure: std_logic;signal lock: std_logic;signal noise:std_logic;signal beep:std_logic;beginfangdou:process(clk)beginif(clk'event and clk='1')thenif (tmp4=2499999) thentmp4<=0;clkfd<=not clkfd;elsetmp4<=tmp4+1;end if;end if;end process;shezhi:process(set,sure)beginif(clkfd'event and clkfd='1')thenif(set='1')then --set进入改密码状态 set1<='1';end if;if(sure='1')thenset1<='0';end if;end if;end process;qingling:process(btn1)beginif(clkfd'event and clkfd='1')thenif(btn1='1')then --clear为清零键 clear<='1';else clear<='0';end if;end if;end process;queding:process(btn2)beginif(clkfd'event and clkfd='1')thenif(btn2='1')thensure<='1'; --sure为btn5（确定键） else sure<='0';end if;end if;end process;suoding:process(btnloc)beginif(clkfd'event and clkfd='1')thenif(btnloc='1')then --lock为锁定键lock<='1';else lock<='0';end if;end if;end process;suoyou:process(jpout)beginif(clkfd'event and clkfd='1')thenalarm<='0';if(lockmode='1')then --在锁定状态wei<=0;if(jpout/=10)then --按了键if(kwei=3)then mm4<=jpout;kwei<=kwei+1;elsif(kwei=2)then mm3<=jpout;kwei<=kwei+1;elsif(kwei=1)then mm2<=jpout;kwei<=kwei+1;elsif(kwei=0)then mm1<=jpout;kwei<=kwei+1;end if;end if;if(sure='1')then --进入判断密码的状态if((mm1=m1)and(mm2=m2)and(mm3=m3)and(mm4=m4)and(kwei=4))then lockmode<='0';alarm<='0';else kwei<=0;alarm<='1';end if;end if;else --在开锁状态kwei<=0;if((lock='1'))then --进入锁定状态lockmode<='1';setmode<='0';alarm<='0';elseif(set1='1')then setmode<='1'; --进入改密码状态else setmode<='0';end if;end if;if(clear='1') then --密码直接清零然后锁定m1<=0;m2<=0;m3<=0;m4<=0;mm1<=0;mm2<=0;mm3<=0;mm4<=0;wei<=0;kwei<=0;alarm<='0';setmode<='0';lockmode<='1';elsif(setmode='1')thenif(jpout/=10)then --如有输入if(wei=0)then m1<=jpout;wei<=wei+1;mm1<=jpout;elsif(wei=1)then m2<=jpout;wei<=wei+1;mm2<=jpout;elsif(wei=2)then m3<=jpout;wei<=wei+1;mm3<=jpout;elsif(wei=3)then m4<=jpout;wei<=0;mm4<=jpout;end if;end if;if(sure='1')then lockmode<='1';setmode<='0';alarm<='0'; --如果按了清零 end if;end if;end if;end if;end process;jianpan1:process(clk)beginif(clk'event and clk='1')thenif (tmp1=99999) thentmp1<=0;clkjp<=not clkjp;elsetmp1<=tmp1+1;end if;end if;end process;jianpan2:process(clkjp)beginif(clkjp'event and clkjp='1')thenif (jpcat=3)thenjpcat<=0;elsejpcat<=jpcat+1;end if;end if;end process;jianpan3:process(jpcat)begincase jpcat iswhen 0=>kbout<="0111";when 1=>kbout<="1011";when 2=>kbout<="1101";when 3=>kbout<="1110";end case;end process;jianpan4:process(jpcat)beginif((kbout="0111")and(kbin="0111"))then jpout<=0;elsif((kbout="0111")and(kbin="1011"))then jpout<=4; elsif((kbout="0111")and(kbin="1101"))then jpout<=8; elsif((kbout="1011")and(kbin="0111"))then jpout<=1; elsif((kbout="1011")and(kbin="1011"))then jpout<=5; elsif((kbout="1011")and(kbin="1101"))then jpout<=9; elsif((kbout="1101")and(kbin="0111"))then jpout<=2; elsif((kbout="1101")and(kbin="1011"))then jpout<=6; elsif((kbout="1110")and(kbin="0111"))then jpout<=3; elsif((kbout="1110")and(kbin="1011"))then jpout<=7; else jpout<=10;end if;end process;mimafuzhi1:process(m1)begincase m1 iswhen 0=>m1y<="1111110";when 1=>m1y<="0110000";when 2=>m1y<="1101101";when 3=>m1y<="1111001";when 4=>m1y<="0110011";when 5=>m1y<="1011011";when 6=>m1y<="1011111";when 7=>m1y<="1110000";when 8=>m1y<="1111111";when 9=>m1y<="1111011";end case;end process;mimafuzhi2:process(m2)begincase m2 iswhen 0=>m2y<="1111110";when 1=>m2y<="0110000";when 2=>m2y<="1101101";when 3=>m2y<="1111001";when 4=>m2y<="0110011";when 5=>m2y<="1011011";when 6=>m2y<="1011111";when 7=>m2y<="1110000";when 8=>m2y<="1111111";when 9=>m2y<="1111011";end case;end process;mimafuzhi3:process(m3)begincase m3 iswhen 0=>m3y<="1111110";when 1=>m3y<="0110000";when 2=>m3y<="1101101";when 3=>m3y<="1111001";when 4=>m3y<="0110011";when 5=>m3y<="1011011";when 6=>m3y<="1011111";when 7=>m3y<="1110000";when 8=>m3y<="1111111";when 9=>m3y<="1111011";end case;end process;mimafuzhi4:process(m4)begincase m4 iswhen 0=>m4y<="1111110";when 1=>m4y<="0110000";when 2=>m4y<="1101101";when 3=>m4y<="1111001";when 4=>m4y<="0110011";when 5=>m4y<="1011011";when 6=>m4y<="1011111";when 7=>m4y<="1110000";when 8=>m4y<="1111111";when 9=>m4y<="1111011";end case;end process;shumaguan1:process(clk) --分出数码管的频率 beginif(clk'event and clk='1')thenif (tmp3=999) thentmp3<=0;clksmg<=not clksmg;elsetmp3<=tmp3+1;end if;end if;end process;shumaguan2:process(clksmg) --数码管按位扫描beginif(clksmg'event and clksmg='1')thenif (smgcat=5)thensmgcat<=0;elsesmgcat<=smgcat+1;end if;end if;end process;shumaguan3:process(setmode,lockmode,smgcat) --数码管按位扫描出的数字 beginif(setmode='1')thencase smgcat iswhen 0=>smgcatout<="110111";smgzf<=m1y;when 1=>smgcatout<="111011";smgzf<=m2y;when 2=>smgcatout<="111101";smgzf<=m3y;when 3=>smgcatout<="111110";smgzf<=m4y;when 4=>smgcatout<="111111";when 5=>smgcatout<="111111";end case;elsif(lockmode='0')thencase smgcat iswhen 0=>smgcatout<="110111";smgzf<=m1y;when 1=>smgcatout<="111011";smgzf<=m2y;when 2=>smgcatout<="111101";smgzf<=m3y;when 3=>smgcatout<="111110";smgzf<=m4y;when 4=>smgcatout<="111111";when 5=>smgcatout<="111111";end case;elsesmgzf<="0000001";if (kwei=1)then smgcatout<="111110";elsif (kwei=2)then smgcatout<="111100";elsif (kwei=3)then smgcatout<="111000";elsif (kwei=4)then smgcatout<="110000";else smgcatout<="111111";end if;end if;end process;dianzhen1:process(clk)beginif(clk'event and clk='1')thenif (tmp2=999) thentmp2<=0;clkdz<=not clkdz;elsetmp2<=tmp2+1;end if;end if;end process;dianzhen2:process(clkdz)beginif(clkdz'event and clkdz='1')thenif (dzcat=7)thendzcat<=0;elsedzcat<=dzcat+1;end if;end if;end process;dianzhen3:process(lockmode,clkdz)beginif(lockmode='0')thencase dzcat is--√when 0=>dzrow<="01111111";dzcolr<="00000000";dzcolg<="11111111"; 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