关于FPGA的电子密码锁的设计 求一份开题报告

做《基于fpga电子密码锁设计》要求写文献综述，麻烦各位帮帮忙！~~

按照下面的格式填空就行，内容在百度文库找文献综述格式一般包括：文献综述的引言：包括撰写文献综述的原因、意义、文献的范围、正文的标题及基本内容提要；
文献综述的正文：
是文献综述的主要内容，包括某一课题研究的历史 (寻求研究问题的发展历程)、现状、基本内容 (寻求认识的进步)， 研究方法的分析(寻求研究方法的借鉴)，已解决的问题和尚存的问题，重点、详尽地阐述对当前的影响及发展趋势，这样不但可以使研究者确定研究方向，而且便于他人了解该课题研究的起点和切入点，是在他人研究的基础上有所创新；
文献综述的结论：
文献研究的结论，概括指出自己对该课题的研究意见，存在的不同意见和有待解决的问题等；
文献综述的附录：
列出参考文献，说明文献综述所依据的资料，增加综述的可信度，便于读者进一步检索。
注意
1文献综述不应是对已有文献的重复、罗列和一般性介绍，而应是对以往研究的优点、不足和贡献的批判性分析与评论。因此，文献综述应包括综合提炼和分析评论双重含义
2文献综述要文字简洁，尽量避免大量引用原文，要用自己的语言把作者的观点说清楚，从原始文献中得出一般性结论
3文献综述不是资料库，要紧紧围绕课题研究的“问题”，确保所述的已有研究成果与本课题研究直接相关，其内容是围绕课题紧密组织在一起，既能系统全面地反映研究对象的历史、现状和趋势，又能反映研究内容的各个方面。
4文献综述的综述要全面、准确、客观，用于评论的观点、论据最好来自一次文献，尽量避免使用别人对原始文献的解释或综述。

至少要给下具体实现方案要求和端口呀

摘 要
随着电子技术的发展，具有防盗报警等功能的电子密码锁代替密码量少、安全性差的机械式密码锁已是必然趋势。电子密码锁与普通机械锁相比，具有许多独特的优点：保密性好，防盗性强，可以不用钥匙，记住密码即可开锁等。目前使用的电子密码锁大部分是基于单片机技术，以单片机为主要器件，其编码器与解码器的生成为软件方式。在实际应用中，由于程序容易跑飞，系统的可靠性能较差。

本文主要阐述了一种基于现场可编程门阵列FPGA器件的电子密码锁的设计方法。用FPGA器件构造系统，所有算法完全由硬件电路来实现，使得系统的工作可靠性大为提高。由于FPGA具有现场可编程功能，当设计需要更改时，只需更改FPGA中的控制和接口电路，利用EDA工具将更新后的设计下载到FPGA中即可，无需更改外部电路的设计，大大提高了设计的效率。因此，采用FPGA开发的数字系统，不仅具有很高的工作可靠性，而且升级也极其方便。

本文采用EDA技术，利用Quartus II工作平台和硬件描述语言，设计了一种电子密码锁，并通过一片FPGA芯片实现。

关键词：电子密码锁；FPGA；硬件描述语言；EDA

目 录
1 绪 论 1
1.1 国内外现状及其发展 1
1.2 电子密码锁的原理 2
1.3 电子密码锁的系统简介 4
1.4 系统设计要求 4
1.5 本课题的研究目的和意义 5
2 现场可编程门阵列FPGA 6
2.1 FPGA的基本结构 6
2.2 FPGA的优点 10
2.3 FPGA的设计流程 11
2.4 自顶向下设计法 17
2.5用模块化设计FPGA 18
3 VHDL硬件描述语言 20
3.1 VHDL语言的基本结构 20
3.2 结构体的描述方式 21
3.3 自上而下（TOP DOWN）的设计方法 22
4 电子密码锁的设计与仿真 24
4.1 硬件设备 24
4.2 几个主要功能模块的设计 25
4.3 计算机仿真 32
结 束 语 38
参考文献 39
附录1英文原文 41
附录2中文译文 50
附录3源程序 57

1.1 国内外现状及其发展
随着人们生活水平的提高和安全意识的加强，对安全的要求也就越来越高。锁自古以来就是把守护门的铁将军，人们对它要求甚高，既要安全可靠的防盗，又要使用方便，这也是制锁者长期以来研制的主题。随着电子技术的发展，各类电子产品应运而生，电子密码锁就是其中之一。据有关资料介绍，电子密码锁的研究从20世纪30年代就开始了，在一些特殊场所早就有所应用。这种锁是通过键盘输入一组密码完成开锁过程。研究这种锁的初衷，就是为提高锁的安全性。由于电子锁的密钥量（密码量）极大，可以与机械锁配合使用，并且可以避免因钥匙被仿制而留下安全隐患。电子锁只需记住一组密码，无需携带金属钥匙，免除了人们携带金属钥匙的烦恼，而被越来越多的人所欣赏。电子锁的种类繁多，例如数码锁，指纹锁，磁卡锁，IC卡锁，生物锁等。但较实用的还是按键式电子密码锁。

20世纪80年代后，随着电子锁专用集成电路的出现，电子锁的体积缩小，可靠性提高，成本较高，是适合使用在安全性要求较高的场合，且需要有电源提供能量，使用还局限在一定范围，难以普及，所以对它的研究一直没有明显进展。

目前，在西方发达国家，电子密码锁技术相对先进，种类齐全，电子密码锁已被广泛应用于智能门禁系统中，通过多种更加安全，更加可靠的技术实现大门的管理。在我国电子锁整体水平尚处于国际上70年代左右，电子密码锁的成本还很高，市场上仍以按键电子锁为主，按键式和卡片钥匙式电子锁已引进国际先进水平，现国内有几个厂生产供应市场。但国内自行研制开发的电子锁，其市场结构尚未形成，应用还不广泛。国内的不少企业也引进了世界上先进的技术，发展前景非常可观。希望通过不断的努力，使电子密码锁在我国也能得到广泛应用[1]。

目前使用的电子密码锁大部分是基于单片机技术，以单片机为主要器件，其编码器与解码器的生成为软件方式[2]。在实际应用中，由于程序容易跑飞，系统的可靠性能较差。基于现场可编程逻辑门阵列FPGA器件的电子密码锁，用FPGA器件构造系统，所有算法完全由硬件电路来实现，使得系统的工作可靠性大为提高。由于FPGA具有现场可编程功能，当设计需要更改时，只需更改FPGA中的控制和接口电路，利用EDA工具将更新后的设计下载到FPGA中即可，无需更改外部电路的设计，大大提高了设计的效率。

1.3 电子密码锁的系统简介
通用的电子密码锁主要由三个部分组成：数字密码输入电路、密码锁控制电路和密码锁显示电路。

（1） 密码锁输入电路包括时序产生电路、键盘扫描电路、键盘弹跳消除电路、键盘译码电路等几个小的功能电路。

（2）密码锁控制电路包括按键数据的缓冲存储电路，密码的清除、变更、存储、激活电锁电路（寄存器清除信号发生电路），密码核对（数值比较电路），解锁电路（开/关门锁电路）等几个小的功能电路。

（3）密码显示电路主要将显示数据的BCD码转换成相对应的编码。如，若选用七段数码管显示电路，主要将待显示数据的BCD码转换成数码器的七段显示驱动编码[4]。

1.4 系统设计要求
设计一个具有较高安全性和较低成本的通用电子密码锁，具体功能要求如下：

（1）数码输入：每按下一个数字键，就输入一个数值，并在显示器上的显示出该数值，同时将先前输入的数据依序左移一个数字位置。

（2）数码清除：按下此键可清除前面所有的输入值，清除为“0000”。

（3）密码更改：按下此键时会将目前的数字设定成新的密码。

（4）激活电锁：按下此键可将密码锁上锁。

（5）解除电锁：按下此键会检查输入的密码是否正确，密码正确即开锁。

1.5 本课题的研究目的和意义
随着人们生活水平的提高，对家庭防盗技术的要求也是越来越高，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的欢迎。现在市场上主要是基于单片机技术的电子密码锁，但可靠性较差。FPGA即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物，是一种超大规模集成电路，具有对电路可重配置能力。通常FPGA都有着上万次的重写次数，也就是说现在的硬件设计和软件设计一样灵活、方便。相对于基于单片机技术的电子密码锁，用FPGA器件来构成系统，可靠性提高，并且由于FPGA具有的现场可编程功能，使得电子密码锁的更改与升级更为方便简单[3]。

通过本次设计掌握FPGA系统设计的方法，熟悉FPGA设计的相关软件，以及硬件描述语言的使用，了解电子密码锁的系统构成，利用FPGA实现电子密码锁的设计与实现，可以加深自己对所学专业的认识，关联知识，增强自己的动手能力，积累实践经验，为以后的工作打好基础。

参考文献
[1] 李连华.基于FPGA的电子密码锁设计.中国科技信息,2006,(01):64

[2] 许琦.基于FPGA的电子密码锁的设计.科技信息,2006,(10):240-241

[3] 王卫兵,刘克刚,朱秋萍.用FPGA的电子密码锁.电子技术,2005,(01):26-28

[4] 赵益丹,徐晓林,周振峰.电子密码锁的系统原理、设计程序及流程图.嘉兴学院学报,2003,15(S1):103-105

[5] 陆重阳,卢东华.FPGA技术及其发展趋势.微电子技术,2003,(01):5-7

[6] 王晓勇.FPGA的基本原理及运用.舰船电子工程,2005,(02):82-85

[7] 程耀林.FPGA的系统设计方法解析.现代电子技术,2005,(19):90-93

[8] K. Benkrid, A. Benkrid and S. Belkacemi .Efficient FPGA hardware development: A multi-language approach .Journal of Systems Architectur -e, 2007(04):184-209

[9] Altera, Novas Team for FPGA Visibility Enhancement .Electronic News (North America).2006,(11):12

[10] 张忠.自顶向下的FPGA设计.电子产品世界,1998,(11):33-34,72

[11] 路而红.专用集成电路设计与电子设计自动化.北京:清华大学出版社,2004:162-181,239-280,329-332

[12] 罗杰,康华光.两种硬件描述语言VHDL/Verilog的发展及其应用.电气电子教学学报, 2002,24(04):1-5

[13] 曹建国, 王威, 王丹. 一种基于VHDL的电子密码锁的设计与实现.沈阳大学学报 , 2006,18(04)：77-79

[14] 谭会生，瞿遂春.EDA技术综合应用实例与分析.西安:西安电子科技大学出版社,2004.1-42,64-85

[15] 梁丽.电子密码锁的计算机仿真设计.计算机仿真,2005,22(02):218-220

摘 要
随着电子技术的发展，具有防盗报警等功能的电子密码锁代替密码量少、安全性差的机械式密码锁已是必然趋势。电子密码锁与普通机械锁相比，具有许多独特的优点：保密性好，防盗性强，可以不用钥匙，记住密码即可开锁等。目前使用的电子密码锁大部分是基于单片机技术，以单片机为主要器件，其编码器与解码器的生成为软件方式。在实际应用中，由于程序容易跑飞，系统的可靠性能较差。

本文主要阐述了一种基于现场可编程门阵列FPGA器件的电子密码锁的设计方法。用FPGA器件构造系统，所有算法完全由硬件电路来实现，使得系统的工作可靠性大为提高。由于FPGA具有现场可编程功能，当设计需要更改时，只需更改FPGA中的控制和接口电路，利用EDA工具将更新后的设计下载到FPGA中即可，无需更改外部电路的设计，大大提高了设计的效率。因此，采用FPGA开发的数字系统，不仅具有很高的工作可靠性，而且升级也极其方便。

本文采用EDA技术，利用Quartus II工作平台和硬件描述语言，设计了一种电子密码锁，并通过一片FPGA芯片实现。

关键词：电子密码锁；FPGA；硬件描述语言；EDA

目 录
1 绪 论 1
1.1 国内外现状及其发展 1
1.2 电子密码锁的原理 2
1.3 电子密码锁的系统简介 4
1.4 系统设计要求 4
1.5 本课题的研究目的和意义 5
2 现场可编程门阵列FPGA 6
2.1 FPGA的基本结构 6
2.2 FPGA的优点 10
2.3 FPGA的设计流程 11
2.4 自顶向下设计法 17
2.5用模块化设计FPGA 18
3 VHDL硬件描述语言 20
3.1 VHDL语言的基本结构 20
3.2 结构体的描述方式 21
3.3 自上而下（TOP DOWN）的设计方法 22
4 电子密码锁的设计与仿真 24
4.1 硬件设备 24
4.2 几个主要功能模块的设计 25
4.3 计算机仿真 32
结 束 语 38
参考文献 39
附录1英文原文 41
附录2中文译文 50
附录3源程序 57

1.1 国内外现状及其发展
随着人们生活水平的提高和安全意识的加强，对安全的要求也就越来越高。锁自古以来就是把守护门的铁将军，人们对它要求甚高，既要安全可靠的防盗，又要使用方便，这也是制锁者长期以来研制的主题。随着电子技术的发展，各类电子产品应运而生，电子密码锁就是其中之一。据有关资料介绍，电子密码锁的研究从20世纪30年代就开始了，在一些特殊场所早就有所应用。这种锁是通过键盘输入一组密码完成开锁过程。研究这种锁的初衷，就是为提高锁的安全性。由于电子锁的密钥量（密码量）极大，可以与机械锁配合使用，并且可以避免因钥匙被仿制而留下安全隐患。电子锁只需记住一组密码，无需携带金属钥匙，免除了人们携带金属钥匙的烦恼，而被越来越多的人所欣赏。电子锁的种类繁多，例如数码锁，指纹锁，磁卡锁，IC卡锁，生物锁等。但较实用的还是按键式电子密码锁。

20世纪80年代后，随着电子锁专用集成电路的出现，电子锁的体积缩小，可靠性提高，成本较高，是适合使用在安全性要求较高的场合，且需要有电源提供能量，使用还局限在一定范围，难以普及，所以对它的研究一直没有明显进展。

目前，在西方发达国家，电子密码锁技术相对先进，种类齐全，电子密码锁已被广泛应用于智能门禁系统中，通过多种更加安全，更加可靠的技术实现大门的管理。在我国电子锁整体水平尚处于国际上70年代左右，电子密码锁的成本还很高，市场上仍以按键电子锁为主，按键式和卡片钥匙式电子锁已引进国际先进水平，现国内有几个厂生产供应市场。但国内自行研制开发的电子锁，其市场结构尚未形成，应用还不广泛。国内的不少企业也引进了世界上先进的技术，发展前景非常可观。希望通过不断的努力，使电子密码锁在我国也能得到广泛应用[1]。

目前使用的电子密码锁大部分是基于单片机技术，以单片机为主要器件，其编码器与解码器的生成为软件方式[2]。在实际应用中，由于程序容易跑飞，系统的可靠性能较差。基于现场可编程逻辑门阵列FPGA器件的电子密码锁，用FPGA器件构造系统，所有算法完全由硬件电路来实现，使得系统的工作可靠性大为提高。由于FPGA具有现场可编程功能，当设计需要更改时，只需更改FPGA中的控制和接口电路，利用EDA工具将更新后的设计下载到FPGA中即可，无需更改外部电路的设计，大大提高了设计的效率。

1.3 电子密码锁的系统简介
通用的电子密码锁主要由三个部分组成：数字密码输入电路、密码锁控制电路和密码锁显示电路。

（1） 密码锁输入电路包括时序产生电路、键盘扫描电路、键盘弹跳消除电路、键盘译码电路等几个小的功能电路。

（2）密码锁控制电路包括按键数据的缓冲存储电路，密码的清除、变更、存储、激活电锁电路（寄存器清除信号发生电路），密码核对（数值比较电路），解锁电路（开/关门锁电路）等几个小的功能电路。

（3）密码显示电路主要将显示数据的BCD码转换成相对应的编码。如，若选用七段数码管显示电路，主要将待显示数据的BCD码转换成数码器的七段显示驱动编码[4]。

1.4 系统设计要求
设计一个具有较高安全性和较低成本的通用电子密码锁，具体功能要求如下：

（1）数码输入：每按下一个数字键，就输入一个数值，并在显示器上的显示出该数值，同时将先前输入的数据依序左移一个数字位置。

（2）数码清除：按下此键可清除前面所有的输入值，清除为“0000”。

（3）密码更改：按下此键时会将目前的数字设定成新的密码。

（4）激活电锁：按下此键可将密码锁上锁。

（5）解除电锁：按下此键会检查输入的密码是否正确，密码正确即开锁。

1.5 本课题的研究目的和意义
随着人们生活水平的提高，对家庭防盗技术的要求也是越来越高，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的欢迎。现在市场上主要是基于单片机技术的电子密码锁，但可靠性较差。FPGA即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物，是一种超大规模集成电路，具有对电路可重配置能力。通常FPGA都有着上万次的重写次数，也就是说现在的硬件设计和软件设计一样灵活、方便。相对于基于单片机技术的电子密码锁，用FPGA器件来构成系统，可靠性提高，并且由于FPGA具有的现场可编程功能，使得电子密码锁的更改与升级更为方便简单[3]。

通过本次设计掌握FPGA系统设计的方法，熟悉FPGA设计的相关软件，以及硬件描述语言的使用，了解电子密码锁的系统构成，利用FPGA实现电子密码锁的设计与实现，可以加深自己对所学专业的认识，关联知识，增强自己的动手能力，积累实践经验，为以后的工作打好基础。

参考文献
[1] 李连华.基于FPGA的电子密码锁设计.中国科技信息,2006,(01):64

[2] 许琦.基于FPGA的电子密码锁的设计.科技信息,2006,(10):240-241

[3] 王卫兵,刘克刚,朱秋萍.用FPGA的电子密码锁.电子技术,2005,(01):26-28

[4] 赵益丹,徐晓林,周振峰.电子密码锁的系统原理、设计程序及流程图.嘉兴学院学报,2003,15(S1):103-105

[5] 陆重阳,卢东华.FPGA技术及其发展趋势.微电子技术,2003,(01):5-7

[6] 王晓勇.FPGA的基本原理及运用.舰船电子工程,2005,(02):82-85

[7] 程耀林.FPGA的系统设计方法解析.现代电子技术,2005,(19):90-93

[8] K. Benkrid, A. Benkrid and S. Belkacemi .Efficient FPGA hardware development: A multi-language approach .Journal of Systems Architectur -e, 2007(04):184-209

[9] Altera, Novas Team for FPGA Visibility Enhancement .Electronic News (North America).2006,(11):12

[10] 张忠.自顶向下的FPGA设计.电子产品世界,1998,(11):33-34,72

[11] 路而红.专用集成电路设计与电子设计自动化.北京:清华大学出版社,2004:162-181,239-280,329-332

[12] 罗杰,康华光.两种硬件描述语言VHDL/Verilog的发展及其应用.电气电子教学学报, 2002,24(04):1-5

[13] 曹建国, 王威, 王丹. 一种基于VHDL的电子密码锁的设计与实现.沈阳大学学报 , 2006,18(04)：77-79

[14] 谭会生，瞿遂春.EDA技术综合应用实例与分析.西安:西安电子科技大学出版社,2004.1-42,64-85

到大学生部落家园里面去下载就可以了，那里很多很多的毕业设计和毕业论文的，下载到合适的记得给我分，

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蓬溪县18598529830： 基于FPGA电子密码锁的设计为什么要选择基于FPGA,设计整体思路有人指点一下么?？
金贾健脾： 基于FPGA电子密码锁的设计为什么要选择基于FPGA? 应该是在让你学会FPGA的应用. FPGA的功能: FPGA::是可编程逻辑控制器的缩写.它是将大量的数字逻辑电路集成在在一个芯片上,然后用软件控制各逻辑电路的联接,从而实现原来直接用大量逻辑电路制作电路的功能,并省去大量的外围电路等麻烦.并且可以实现通过修改软件的方法修改电路,实现电路联接的变更,从而改变电路功能的目的. 具体设计思路: 首先根据密码锁的逻辑功能,设计逻辑电路.然后根据逻辑电路,编写FPGA程序实现逻辑功能,再用仿真器进行仿真调试,最后下载到FPGA芯片上运行.做出作品.

蓬溪县18598529830： 如何做基于FPGA的电子密码锁设计 - ？
金贾健脾： blog.sina.com.cn/s/blog_4a96e2870100klsw.html 这个是我前段时间做的一个设计,可以参考一下,不知道你所要求的密码锁的具体功能

蓬溪县18598529830： 基于FPGA(VerilogHDL)的电子密码锁 - ？
金贾健脾： 已经有模块的话,去看模块的端口和仿真.模块间通讯就是把符合要求的信号从一个模块连到另一个模块.一般A模块如果与B模块需要相连的部分它们的通讯协议会做成匹配的.在顶层代码中只需要使用wire信号连到一起就行了

蓬溪县18598529830： 谁有用verilog写的密码锁代码啊?发给我跪谢! 要求只要密码正确FPGA亮个灯就行. - ？
金贾健脾： module ( input clk, input rst_n, input [3:0] key, output reg led ); parameter MIMA=XX;//此处值可以是0-15 always @(posedge clk or negedge rst_n) begin if(rst==1'b0)led <= 1'b0; else beginif(key==MIMA)led<= 1'b1;elseled<= 1'b0; end end endmodule

蓬溪县18598529830： 翻译一下论文摘要 - ？
金贾健脾： FPGA-based electronic code lock design Abstract In day-to-day living and working in the residential sector and the safety precautions, units of paper files, financial statements, and some personal information to the preservation of more than locking...

蓬溪县18598529830： EDA,电子锁设计？
金贾健脾： 是用FPGA实现吗? 应该先设计实现的逻辑电路,然后将它用FPGA实现.

蓬溪县18598529830： EDA电子密码锁程序 求分析 - ？
金贾健脾： 1、设计一个密码锁的控制电路,当输入正确代码时,输出开锁信号以推动执行机构工作,用红灯亮、绿灯熄灭表示关锁,用绿灯亮、红灯熄灭表示开锁;2、在锁的控制电路中储存一个可以修改的4位二进制代码,当开锁按钮开关的输入代码等...

蓬溪县18598529830： “急急急”求个电子密码锁课程设计 - ？
金贾健脾： 呵呵..我这个设计要求好你的基本一样..你看看.我想能帮助你的.!!望采纳.. 电子密码锁 一、设计目的: 要求电子器件设计制作密码锁的控制电路,使之在输入正确的代码时,输出信号以启动执行机构动作,并且用红、绿LED指示关锁、开锁状...

蓬溪县18598529830： verilog语言用状态机的方法设计电子密码锁,如何才能使得当按下键时触发状态跳转? - ？
金贾健脾： 首先,你的按键按下以后会触发一个电平跳转,先用逻辑代码过滤掉跳转产生的毛刺,确定一次按键只会出现一次电平跳转(上升沿或者下降沿). 然后,再状态机里面用这个信号的上升沿(假设按下后电平为1,按下前为0)作为条件来跳转...