eda課程設(shè)計(jì)--電子密碼鎖

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文檔簡介

1、　　課程設(shè) 計(jì) 報(bào) 告書　　題目電子密碼鎖設(shè)計(jì) 　　姓名 XXX 　　學(xué) 號(hào) XXX 　　專業(yè)班級(jí) 電信 </p&g

2、t;　　指導(dǎo)教師 　　時(shí) 間 2013年 1月14日 　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書　　電子密碼鎖設(shè)計(jì)　　摘要<

3、/b>　　本文介紹了一種采用單片F(xiàn)PGA芯片進(jìn)行電子密碼鎖的設(shè)計(jì)方法，主要闡述如何使用新興的EDA器件取代傳統(tǒng)的電子設(shè)計(jì)方法，利用FPGA的可編程性，簡潔而又多變的設(shè)計(jì)方法，縮短了研發(fā)周期。電子密碼鎖是一種通過密碼輸入來控制電路或是芯片工作，從而控制機(jī)械開關(guān)的閉合，完成開鎖、閉鎖任務(wù)的電子產(chǎn)品。它的種類很多，有簡易的電路產(chǎn)品，也有基于芯片的性價(jià)比較高的產(chǎn)品。密碼鎖是以芯片為核心，通過編程來

4、實(shí)現(xiàn)的，其性能和安全性已大大超過了機(jī)械鎖。[1]該電子密碼鎖以Quartus II軟件平臺(tái)完成電子密碼鎖的功能設(shè)計(jì)和仿真，并在FPGA芯片EP1C12Q240C8和EDA V+開發(fā)系統(tǒng)上進(jìn)行功能驗(yàn)證。結(jié)果表明，該密碼鎖具有高安全性、操作簡單等特點(diǎn)。　　關(guān)鍵詞： FPGA；EDA；VHDL；電子密碼鎖　　目錄<

5、;/p>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書I　　摘要II　　1.設(shè)計(jì)概述4　　1.1設(shè)計(jì)背景4

6、　1.2 電子密碼鎖的發(fā)展前景4　　2.設(shè)計(jì)方案4　　2.1 輸入電路5　　2.2 控制模塊電路5　　2.3 顯示模塊電路6　　3.電子密碼鎖的實(shí)現(xiàn)6

7、　　3.1 系統(tǒng)的總體原理圖6　　3.2 系統(tǒng)各模塊的實(shí)現(xiàn)6　　4．設(shè)計(jì)驗(yàn)證10　　4.1 軟件仿真10　　4.2 硬件驗(yàn)證11　　5.總結(jié)

8、12　　參考文獻(xiàn)13　　附錄源碼14　　1.設(shè)計(jì)概述　　1.1設(shè)計(jì)背景&

9、lt;p>　　隨著電子技術(shù)的發(fā)展，具有防盜報(bào)警功能的電子密碼鎖越來越受到人們的青睞，用其代替密碼量少、安全性差的機(jī)械密碼鎖已是必然趨勢。電子密碼鎖與普通機(jī)械鎖相比，具有無可比擬的優(yōu)越性，如保密性好、防盜性強(qiáng)、可以不用鑰匙記住密碼即可開鎖等。目前使用的密碼鎖大部分是基于單片機(jī)技術(shù)，以單片機(jī)為主要器件，以軟件的方式生成編碼器和解碼器。而在實(shí)際應(yīng)用中，由于程序容易跑飛，使得系統(tǒng)的可靠性較差。基于FPGA器件的電子密碼鎖，所有算法完全由硬

10、件電路實(shí)現(xiàn)，使得系統(tǒng)的可靠性大為提高。[2]　　1.2 電子密碼鎖的發(fā)展前景　　在當(dāng)今社會(huì)中，人們對(duì)于隱私的保護(hù)和對(duì)物品安全的重視程度與日俱增。因此，使用了現(xiàn)代電子技術(shù)的電子密碼鎖便有了廣泛的應(yīng)用前景。電子密碼鎖與普通機(jī)械密碼鎖相比，具有無可比擬的優(yōu)越性，如保密性好，防盜性強(qiáng)，可以不用鑰匙記住密碼即開鎖等，密碼鎖的主要功能是用來對(duì)某些操作進(jìn)行加密保護(hù)，目

11、的是避免無權(quán)人員使用，它的實(shí)際應(yīng)用十分廣泛，例如門卡系統(tǒng)，自動(dòng)售貨機(jī)，銀行自動(dòng)柜員機(jī)或者保險(xiǎn)柜中都含有這種密碼鎖，本次所設(shè)計(jì)的電子密碼鎖，能夠?qū)崿F(xiàn)該四位十進(jìn)制并行密碼保護(hù)，當(dāng)輸入的密碼與鎖內(nèi)密碼一致時(shí)，綠燈亮，開鎖；當(dāng)輸入的密碼與鎖內(nèi)的密碼不一致時(shí)，紅燈亮，不能開鎖。密碼鎖的密碼可由用戶自行設(shè)置，并可在LED數(shù)碼管顯示屏上顯示所輸入的密碼。為人們的財(cái)產(chǎn)、信息安全提供了可靠地保障。[3]<b

12、>　　2.設(shè)計(jì)方案　　圖2-1 方案系統(tǒng)框圖　　2.1 輸入電路　　作為電子密碼鎖的輸入模塊，課題選用的方案有按鍵來控制輸入和觸摸式鍵盤輸入等多種。本實(shí)驗(yàn)主要采用8*4矩陣鍵盤作為輸入電路。其主要分為以下三大模塊：<

13、p>　　(1) 時(shí)序產(chǎn)生模塊：對(duì)主時(shí)鐘進(jìn)行分頻，提供各模塊的時(shí)鐘信號(hào)。　　(2) 按鍵去抖模塊：防止機(jī)械按鍵抖動(dòng)引起誤判。　　(3) 鍵盤掃描模塊：判斷鍵盤輸入的按鍵鍵值。　　2.2 控制模塊電路　　(1) 預(yù)置密碼寄存器：將密碼設(shè)置模式下輸入的密碼值保存。<

14、;/p>　　(2) 比較模塊：將密碼輸入模式下輸入的密碼與預(yù)置密碼比較，判斷正誤。如果錯(cuò)誤三次則進(jìn)入報(bào)警模式。　　(3) 萬能密碼：避免忘記密碼引起的諸多麻煩。　　2.3 顯示模塊電路　　電子密碼鎖的顯示模塊電路可采用LED數(shù)碼管顯示和液晶屏顯示兩種，因液晶顯示屏成本高，適應(yīng)能力差，

15、所以采用LED數(shù)碼管顯示。　　(1) 顯示密碼：在密碼設(shè)置模式下顯示密碼數(shù)值。　　(2) 屏蔽密碼顯示：在密碼輸入狀態(tài)下屏蔽密碼顯示，以防密碼泄露。　　根據(jù)以上選定的輸入設(shè)備與顯示器件，并考慮現(xiàn)實(shí)各項(xiàng)密碼鎖功能的具體需求，與系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用自頂向下的設(shè)計(jì)方案。

16、　　3.電子密碼鎖的實(shí)現(xiàn)　　3.1 系統(tǒng)的總體原理圖　　圖3-1 系統(tǒng)總體原理圖　　系統(tǒng)的總體框圖由FPGA作為中心控制模塊，時(shí)鐘輸入與鍵盤掃描輸入作為信號(hào)輸入，LED顯示模塊和報(bào)警模塊作為輸出。FPGA芯片采用Cyclone公司的EP1C12Q240C8作為主控模塊。

17、;　　3.2 系統(tǒng)各模塊的實(shí)現(xiàn)　　電子密碼鎖主要有輸入電路模塊、控制電路模塊、顯示電路模塊和報(bào)警電路模塊四個(gè)模塊。由于顯示模塊比較簡單，重點(diǎn)介紹輸入電路、控制電路和報(bào)警電路。　　3.2.1 時(shí)鐘輸入模塊　　系統(tǒng)采用1kHz時(shí)鐘作為主頻。因鍵盤掃描模塊的掃描頻率不宜過高，且LED顯示模塊為動(dòng)態(tài)掃描，因此采用1k

18、Hz時(shí)鐘作為系統(tǒng)主時(shí)鐘。　　3.2.2 鍵盤掃描模塊　　該系統(tǒng)的鍵盤輸入模塊為8*4矩陣鍵盤，該模塊又劃分為時(shí)鐘產(chǎn)生模塊、鍵盤消抖模塊、鍵盤掃描模塊三部分。　　(1) 時(shí)鐘產(chǎn)生模塊。該時(shí)鐘即為系統(tǒng)主時(shí)鐘1kHz，通過該時(shí)鐘的上升沿產(chǎn)生鍵盤掃描所需的時(shí)鐘。　　(2) 鍵盤

19、消抖模塊。鍵盤消抖模塊是鍵盤掃描中比較關(guān)鍵的部分。通常的按鍵所用開關(guān)為機(jī)械彈性開關(guān)，當(dāng)機(jī)械觸點(diǎn)斷開、閉合時(shí)，由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，一個(gè)按鍵開關(guān)在閉合時(shí)不會(huì)馬上穩(wěn)定地接通，在斷開時(shí)也不會(huì)一下子斷開。因而在閉合及斷開的瞬間均伴隨有一連串的抖動(dòng)，而這種會(huì)影響鍵盤掃描模塊。[4]如果不作消抖處理，在鍵盤抖動(dòng)期間獲取鍵值，則會(huì)造成鍵值的錯(cuò)誤或丟失，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。　　鍵盤消抖分為硬件消抖和軟件消抖，由

20、于硬件消抖在開發(fā)板中難以實(shí)現(xiàn)的局限性，該系統(tǒng)采用的鍵盤消抖方式為軟件消抖：根據(jù)系統(tǒng)時(shí)鐘1kHz且通常的鍵盤抖動(dòng)時(shí)間為10毫秒左右，所以在程序中連續(xù)采樣十次均為同一鍵值時(shí)，判定按下的按鍵已通過抖動(dòng)時(shí)間，即鍵值已經(jīng)穩(wěn)定，這時(shí)采樣的鍵值便為正確鍵值。若采樣計(jì)數(shù)器未到達(dá)規(guī)定數(shù)值，則不予獲取鍵值。　　(3) 鍵盤掃描模塊。鍵盤輸入模塊采用的是8*4矩陣鍵盤。該矩陣鍵盤行數(shù)為8，列數(shù)為4，且行掃描信號(hào)通過譯

21、碼芯片74HC138接入信號(hào)Sel3~Sel0。通過給Sel3~Sel0賦值“000”~“111”，行信號(hào)將依次產(chǎn)生“11111110”~“01111111”，由于列引腳通過5k的電阻上拉且矩陣鍵盤列信號(hào)和行信號(hào)的“線與”，當(dāng)行信號(hào)為低電平且該行有按鍵按下時(shí)，按鍵所在的列信號(hào)將被拉為低電平，該信號(hào)輸入FPGA控制模塊，由核心控制模塊獲取列信號(hào)的值，即可判斷矩陣鍵盤被按下的鍵值，從而將數(shù)據(jù)發(fā)送LED顯示模塊進(jìn)行顯示。

22、　　由于使用電子密碼鎖所需的按鍵為數(shù)不多，因此只需按鍵“0”到按鍵“F”，和功能按鍵“Ctrl”、“Esc”和“Enter”即可。　　掃描輸出信號(hào)Sel3~Sel0的值及相應(yīng)列信號(hào)返回值對(duì)應(yīng)的鍵值如下表所示。　　表3-1 矩陣鍵盤鍵值表[5]　　矩陣鍵盤功能鍵相應(yīng)功能如下表所示：</p

23、>　　表3-2 功能鍵功能表　　3.2.3 FPGA控制模塊　　系統(tǒng)的核心部分FPGA模塊接收系統(tǒng)信號(hào)輸入，處理接收數(shù)據(jù)，并為系統(tǒng)外設(shè)輸出信號(hào)。其中的關(guān)鍵部分是處理接受數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)圍繞有限狀態(tài)機(jī)（FSM）進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用的有限狀態(tài)機(jī)類型為Mealy型狀態(tài)機(jī)，狀態(tài)的切換不僅與當(dāng)前狀態(tài)有關(guān)，并與輸入信號(hào)有關(guān)。下面列出了各狀態(tài)的名

24、稱以及特性。　　(1) 密碼輸入狀態(tài)：當(dāng)前狀態(tài)為密碼輸入狀態(tài)，由矩陣鍵盤中“0~F”為鍵值的按鍵進(jìn)行輸入，輸入過程中可按下“ESC”鍵進(jìn)行清除。輸入完成后按下“ENTER”鍵進(jìn)行輸入操作的完成，然后由FPGA判斷密碼輸入是否正確。　　(2) 密碼設(shè)置狀態(tài)：當(dāng)前狀態(tài)為密碼設(shè)置狀態(tài)。在密碼輸入狀態(tài)下按下“CTRL”進(jìn)入該狀態(tài)，同樣由矩陣鍵盤中“0~F”為鍵值

25、的按鍵進(jìn)行輸入，“ESC”鍵進(jìn)行已輸入值的清除。輸入完成下按下“ENTER”鍵進(jìn)行密碼設(shè)置的完成，重新進(jìn)入密碼輸入狀態(tài)。　　(3) 解鎖狀態(tài)：當(dāng)前狀態(tài)為解鎖狀態(tài)。在密碼輸入完成后由FPGA將輸入的值與密碼預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，若輸入正確則進(jìn)入解鎖狀態(tài)，若不正確則對(duì)錯(cuò)誤次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。解鎖狀態(tài)將點(diǎn)亮解鎖指示燈。　　(4) 報(bào)警狀態(tài)：當(dāng)前狀態(tài)為報(bào)警狀態(tài)。當(dāng)連續(xù)三次出

26、現(xiàn)錯(cuò)誤輸入后，將進(jìn)入該狀態(tài)。報(bào)警狀態(tài)將驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警，并且鎖定鍵盤。進(jìn)入該狀態(tài)后將無法進(jìn)入其他狀態(tài)。　　3.2.4 LED顯示模塊　　顯示模塊采用4位共陰極數(shù)碼管進(jìn)行顯示。在多位LED顯示時(shí)，為了簡化電路，降低成本，將所有的段選線并聯(lián)在一起，段選碼，每送一次后延時(shí)，因?yàn)槿搜垡曈X暫留時(shí)間100ms顯示間隙不超過20ms，并保持延時(shí)一段時(shí)間，以造成視覺暫留

27、效果，給人看上去每個(gè)數(shù)碼管都在亮。[6]　　(1) 密碼輸入狀態(tài)：在密碼輸入狀態(tài)要求用特殊字符對(duì)密碼值進(jìn)行屏蔽，采用該位數(shù)碼管8段全亮的方法。　　(2) 密碼設(shè)置狀態(tài)：在密碼設(shè)置狀態(tài)對(duì)已輸入的密碼值進(jìn)行顯示，以免產(chǎn)生用戶忘記密碼造成諸多不便的情況。　　4．設(shè)計(jì)驗(yàn)證</p

28、>　　4.1 軟件仿真　　4.1.1 LED顯示模塊　　圖4-1 LED顯示模塊仿真波形　　使用Quartus II軟件對(duì)LED顯示模塊進(jìn)行時(shí)序仿真。如圖4-1所示，在每個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的上升沿，4位數(shù)碼管的位選信號(hào)增加1，且數(shù)碼管的段選信號(hào)為相應(yīng)的數(shù)

29、值的段碼，實(shí)現(xiàn)了數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)掃描功能。　　4.1.2 軟件按鍵去抖模塊　　圖4-2 軟件按鍵去抖模塊仿真波形　　圖4-2為軟件按鍵去抖模塊的仿真波形。該波形中的列選信號(hào)從高電平變?yōu)榈碗娖降倪^程中產(chǎn)生了大約8ms的抖動(dòng)。從圖中可以看出低電平計(jì)數(shù)器“Counter”在抖動(dòng)期間幾乎沒有計(jì)數(shù)，而在抖動(dòng)消失之后計(jì)數(shù)器的值

30、到達(dá)5，系統(tǒng)此時(shí)取走鍵值，即四位密碼中的最高位取走鍵值。從圖中易觀察得到仿真波形中該次按鍵的鍵值為“9”，從而賦值給“Code3”，由“Word3”顯示其值。因此可以得出結(jié)論，該軟件去抖方法具有較好的效果，可以有效地去除鍵盤抖動(dòng)。　　4.1.3 鍵盤掃描模塊　　圖4-3 鍵盤掃描模塊仿真波形　　圖4-3為鍵盤掃描

31、模塊仿真波形。按下對(duì)應(yīng)按鍵，“Word3”由初始值“0”變?yōu)椤?”，同時(shí)數(shù)碼管的段選信號(hào)在位選信號(hào)為“011”時(shí)其值為“7F”，即共陰數(shù)碼管中數(shù)值“8”的段碼。此仿真波形可證明按鍵按下后系統(tǒng)可正確獲取鍵值并正確地顯示在數(shù)碼管上。　　經(jīng)過以上三步軟件仿真，可初步證明該設(shè)計(jì)的合理性和完整性。由于輸入時(shí)間超時(shí)等功能較簡單，可在硬件電路上直接驗(yàn)證，因此不再贅述。但是軟件仿真的成功不代表硬件電路的實(shí)現(xiàn)，因

32、此在EDA V+試驗(yàn)箱連接硬件電路并驗(yàn)證實(shí)際電路的可行性。　　4.2 硬件驗(yàn)證　　圖4-4 密碼輸入狀態(tài)實(shí)圖　　圖4-5 密碼輸入正確狀態(tài)實(shí)圖　　經(jīng)驗(yàn)證和調(diào)試，該設(shè)計(jì)完成了電子密碼鎖的開鎖、解鎖、改密碼等基本功能。如圖4-4所示，該圖

33、為密碼輸入狀態(tài)，未進(jìn)入輸入狀態(tài)的三位密碼均以數(shù)碼管8段全亮方式屏蔽。如圖4-5所示，該圖為密碼輸入正確狀態(tài)，開發(fā)板左側(cè)LED指示燈點(diǎn)亮，說明密碼輸入無誤。當(dāng)用戶密碼連續(xù)三次輸入錯(cuò)誤時(shí)，蜂鳴器報(bào)警并且鎖定鍵盤。超時(shí)功能為在密碼輸入或設(shè)置密碼狀態(tài)下5秒無輸入動(dòng)作時(shí)，超時(shí)提示燈亮。萬能密碼為“FFFF”，該功能亦實(shí)現(xiàn)。在密碼設(shè)置狀態(tài)下顯示密碼值，在密碼輸入狀態(tài)下用數(shù)碼管八段全亮屏蔽密碼，即如上圖所示。經(jīng)過驗(yàn)證，證明該設(shè)計(jì)較好地完成了設(shè)計(jì)的要求

34、。　　5.總結(jié)　　這次EDA技術(shù)課程設(shè)計(jì)我們做的是電子密碼鎖的設(shè)計(jì)。在課程設(shè)計(jì)的過程中雖然碰到了諸多難題，但是在組員的努力下還是一一解決了。課程設(shè)計(jì)的完成度總體還差強(qiáng)人意，完成了課程設(shè)計(jì)的所有基本要求，另外在擴(kuò)展方面也做了一小部分，是一次非常有益的鍛煉。　　課程設(shè)計(jì)的總結(jié)有以

35、下幾點(diǎn)。首先是查找資料的過程，平時(shí)我們都習(xí)慣于直接在網(wǎng)上查找資料。但是網(wǎng)上的資料良莠不齊，難以辨別資料的好壞，因此選擇在圖書館查找資料和在維普網(wǎng)查找專業(yè)人士發(fā)表的期刊。我主要負(fù)責(zé)程序的編寫，在編程的過程中也是碰到了不少問題，比如矩陣鍵盤的掃描問題，VHDL的所有進(jìn)程是并發(fā)進(jìn)程，因此在控制其時(shí)序方面不如C語言那樣簡明和易于控制。這點(diǎn)是值得我們學(xué)習(xí)的，控制系統(tǒng)的復(fù)雜性和全局性也有利于編程能力的提升。同時(shí)也感謝指導(dǎo)老師的不吝指導(dǎo)，幫助我們分析

36、和解決問題，在此過程中收益頗豐，讓我懂得了分析問題的循序漸進(jìn)是很重要的。當(dāng)碰到問題時(shí)不應(yīng)該盲目嘗試各種方法解決問題，而是應(yīng)該理性分析然后選擇最優(yōu)方案?？傊@次課程設(shè)計(jì)讓我的研究能力又有了提高，是非常有益的。　　參考文獻(xiàn)　　[1] 薛明明.VHDL設(shè)計(jì)電子密碼鎖[J].吉林省教育學(xué)院學(xué)報(bào).2012，28(10)：148

37、-150　　[2] 曹昕燕.EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)[M].第一版.北京：清華大學(xué)出版社，2006.117-119　　[3] 李秀霞.電子系統(tǒng)EDA設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)[M].第一版.北京.北京航空航天大學(xué)出版社，2011.237-260　　[4] bankrate1.按鍵消抖[EB/OL].http://baike.bai

38、du.com/link?url=K5bBPgbznRydXAASg_cyYc　　GWcoUtp7AQig1QexDEmTqzGJ5j4P2rAhSxpH8sYEDkS1xjUjzLG5NSCx28wA3upq，2014.1.7　　[5] 鄒其洪.EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程[M].第一版.北京：中國電力出版社，2009.117-119<

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40、 ieee.std_logic_unsigned.all;　　entity Lock is　　port(Clock:in std_logic; --Main Clock Input:1KHz　　Column:in std_logic_vector(3 downt

41、o 0); --Matrix Keyboard Input　　LEDSegment:out std_logic_vector(7 downto 0); --LED Segment Selection　　Sel:buffer std_logic_vector(2 downto 0):="000"; --LED Positi

42、on Selection and Key Position　　Alarm,LED,NoticeLED:out std_logic:='0' ; --Wrong Code Input Warning and Unlock Signal　　Word0,Word1,Word2,Word3:out integer range 0 to 30;

43、　　Counter:out integer range 0 to 50000　　);　　end entity Lock;　　architecture bhv of Lock is　　Type

44、FSM_TypeDef is(　　InputState3,InputState2,InputState1,InputState0,InputStateDone,　　SetState0,SetState1,SetState2,SetState3,SetStateDone,　　UnlockState,WarningS

45、tate); --FSM Definition　　signal State:FSM_TypeDef:=InputState3;　　signal Set0,Set1,Set2,Set3:integer range 0 to 30:=15; --PreSet Code:"FFFF"　　si

46、gnal Code0,Code1,Code2,Code3:integer range 0 to 30:=0; --Code Input　　signal Show0,Show1,Show2,Show3:integer range 0 to 30; --Numbers Used to Display　　signal DivCounter:integer r

47、ange 0 to 500:=0; --Counter Used to Frequence Division　　signal KeyCounter:integer range 0 to 50000:=0;--Counter Used to Clear Keyboard Trembling　　signal KeyValue:integer range 0

48、 to 30; --KeyValue returned　　signal ErrorCounter:integer range 0 to 3:=0; --Error Times Counter　　signal EClock:std_logic;　　signal Loose:std_logic_vector(7

49、downto 0); --Signal Used to Judge Key Loosen or not　　signal NoticeCounter:integer range 0 to 5000:=0;--Input Overtime Counter　　function Decode(signal x:in integer range 0 to 30)-

50、-LED Decode Function　　return std_logic_vector is　　begin　　case x is　　when 0=>return x"3f&qu

51、ot;;　　when 1=>return x"06";　　when 2=>return x"5b";　　when 3=>return x"4f";　　when 4=>return x&qu

52、ot;66";　　when 5=>return x"6d";　　when 6=>return x"7d";　　when 7=>return x"07";　　when 8=>ret

53、urn x"7f";　　when 9=>return x"6f";　　when 10=>return x"77";　　when 11=>return x"7c";　　when

54、 12=>return x"39";　　when 13=>return x"5e";　　when 14=>return x"79";　　when 15=>return x"71";&

55、lt;p>　　when 20=>return x"40";　　when 30=>return x"ff";　　when 25=>return x"00";　　when others=>return x"40&quo

56、t;;　　end case;　　end function;　　BEGIN　　----Assignments----　　Alarm<=

57、'1' when State=WarningState else　　'0';　　LED<='1' when State=UnlockState else　　'0';&l

58、t;/p>　　Show0<=20 when (((State=SetState0 or State=InputState0)and EClock='1') or State=UnlockState) else　　Set0 when (State=SetState3 or State=SetState2 or State=SetState1 or

59、 State=SetStateDone) else　　30 when (State=WarningState or State=InputState3 or State=InputState2 or State=InputState1 or State=InputStateDone) else　　25 when ((State=SetState0 or

60、 State=InputState0)and EClock='0') else　　20; -----UnlockState and WarningState　　Show1<=20 when (((State=SetState1 or State=InputState1)and EClock='1') or St

61、ate=UnlockState) else　　Set1 when (State=SetState3 or State=SetState2 or State=SetState0 or State=SetStateDone) else　　30 when (State=WarningState or State=InputState3 or State=In

62、putState2 or State=InputState0 or State=InputStateDone) else　　25 when ((State=SetState1 or State=InputState1)and EClock='0') else　　20;<

63、p>　　Show2<=20 when (((State=SetState2 or State=InputState2)and EClock='1') or State=UnlockState) else　　Set2 when (State=SetState3 or State=SetState0 or State=SetState1 or State=SetStat

64、eDone) else　　30 when (State=WarningState or State=InputState3 or State=InputState0 or State=InputState1 or State=InputStateDone) else　　25 when ((State=SetState2 or State=InputSt

65、ate2)and EClock='0') else　　20;　　Show3<=20 when (((State=SetState3 or State=InputState3)and EClock='1') or State=UnlockState) else

66、　　Set3 when (State=SetState0 or State=SetState2 or State=SetState1 or State=SetStateDone) else　　30 when (State=WarningState or State=InputState0 or State=InputState2 or State=InputState1

67、or State=InputStateDone) else　　25 when ((State=SetState3 or State=InputState3)and EClock='0') else　　20;　　Word0<=Show0;

68、;　　Word1<=Show1;　　Word2<=Show2;　　Word3<=Show3;　　Counter<=KeyCounter;　　Division:process(Clock) --Clock Divsion Pr

69、ocess　　begin　　if Clock'event and Clock='1' then　　if DivCounter=250 then　　EClock<=not EClock;

70、　　DivCounter<=0;　　else　　DivCounter<=DivCounter+1;　　end if;　　end if;</

71、b>　　end process Division;　　MAIN:process(Clock) --Main Process　　begin　　if Clock'event and Clock='1' the

72、n　　-------Signal Sel Assignment Cycle-------　　if Sel="111" then　　Sel<="000";　　else

73、　　Sel<=Sel+1;　　end if;　　KeyValue<=20;--KeyValue Initial Value Assignment　　case Sel is　　when &qu

74、ot;000"=>LEDSegment<=Decode(Show1);　　case Column is　　when "1110"=>KeyValue<=0; Loose<="00000000"; --KeyValue Returned<p

75、>　　when "1101"=>KeyValue<=6; Loose<="00000000";　　when "1011"=>KeyValue<=20; Loose<="00000000";　　when "01

76、11"=>KeyValue<=16; Loose<="00000000";　　when "1111"=>Loose(0)<='1'; 　　when others=>null;　　en

77、d case;　　when "001"=>LEDSegment<=Decode(Show2);　　case Column is　　when "1110"=>KeyValue<=1; Loose<="0000

78、0000";　　when "1101"=>KeyValue<=7; Loose<="00000000";　　when "1011"=>KeyValue<=20; Loose<="00000000";</p&g

79、t;　　when "0111"=>KeyValue<=20; Loose<="00000000";　　when "1111"=>Loose(1)<='1';　　when others=>null;

80、;　　end case;　　when "010"=>LEDSegment<=Decode(Show3);　　case Column is　　when "1110"=>KeyValue<=2;

81、 Loose<="00000000";　　when "1101"=>KeyValue<=20; Loose<="00000000";　　when "1011"=>KeyValue<=12; Loose<=&qu

82、ot;00000000";　　when "0111"=>KeyValue<=20; Loose<="00000000";　　when "1111"=>Loose(2)<='1';　　when

83、 others=>null;　　end case;　　when "011"=>LEDSegment<=x"00";　　case Column is　　when "1

84、110"=>KeyValue<=3; Loose<="00000000";　　when "1101"=>KeyValue<=20; Loose<="00000000";　　when "1011"=>KeyVa

85、lue<=13; Loose<="00000000";　　when "0111"=>KeyValue<=20; Loose<="00000000";　　when "1111"=>Loose(3)<='1'

86、;;　　when others=>null;　　end case;　　when "100"=>LEDSegment<=x"00";　　case Column is</p

87、>　　when "1110"=>KeyValue<=20; Loose<="00000000";　　when "1101"=>KeyValue<=8; Loose<="00000000";　　wh

88、en "1011"=>KeyValue<=14; Loose<="00000000";　　when "0111"=>KeyValue<=20; Loose<="00000000";　　when "1111"

89、;=>Loose(4)<='1';　　when others=>null;　　end case;　　when "101"=>LEDSegment<=x"00";&l

90、t;p>　　case Column is　　when "1110"=>KeyValue<=19; Loose<="00000000";　　when "1101"=>KeyValue<=9; Loose<="00000000&qu

91、ot;;　　when "1011"=>KeyValue<=15; Loose<="00000000";　　when "0111"=>KeyValue<=20; Loose<="00000000";&l

92、t;p>　　when "1111"=>Loose(5)<='1';　　when others=>null;　　end case;　　when "110"=>LEDSegment<=x&

93、quot;00";　　case Column is　　when "1110"=>KeyValue<=4; Loose<="00000000";　　when "1101"=>KeyValue<=10;

94、 Loose<="00000000";　　when "1011"=>KeyValue<=20; Loose<="00000000";　　when "0111"=>KeyValue<=20; Loose<="0

95、0000000";　　when "1111"=>Loose(6)<='1';　　when others=>null;　　end case;　　when "111

96、"=>LEDSegment<=Decode(Show0);　　case Column is　　when "1110"=>KeyValue<=5; Loose<="00000000";　　when "1101&quo

97、t;=>KeyValue<=11; Loose<="00000000";　　when "1011"=>KeyValue<=17; Loose<="00000000";　　when "0111"=>KeyValue<

98、;=20; Loose<="00000000";　　when "1111"=>Loose(7)<='1';　　when others=>null;　　end case;

99、　　when others=>null;　　end case;　　if Loose="11111111" then --Means All Keys Loosen　　KeyCounter<=0;&l

100、t;p>　　----Input Overtime Notice Detector----　　if(not (State=WarningState or State=UnlockState)) then　　NoticeCounter<=NoticeCounter+1;　　end if;

101、　　if (NoticeCounter=5000 and (not(State=WarningState or State=UnlockState))) then --Keyboard Input Overtime　　NoticeLED<='1';　　NoticeCoun

102、ter<=0;　　end if;　　elsif (State=WarningState or State=UnlockState) then　　NoticeLED<='0';　　NoticeCounter&

103、lt;=0;　　else　　NoticeLED<='0';　　NoticeCounter<=0;　　end if;　　if (

104、not (KeyValue=20)) then　　KeyCounter<=KeyCounter+1; ---A Delay For Key Pressed　　if KeyCounter=5 then ---Key Being Pressed Lasts 5ms　　cas

105、e State is　　when InputState3=>if (KeyValue=16) then　　State<=SetState3;　　elsif (not(KeyValue=17 or KeyValue=19)) then　　Code3<=Ke

106、yValue;　　State<=InputState2;　　end if;　　when InputState2=>　　if KeyValue=19 then　　State<=

107、InputState3;　　elsif (KeyValue=16) then 　　State<=SetState3;　　elsif (not (KeyValue=17)) then　　Code2<=KeyValue;

108、　State<=InputState1;　　end if;　　when InputState1=>　　if KeyValue=19 then　　State<=InputState3;<p

109、>　　elsif (KeyValue=16) then 　　State<=SetState3;　　elsif (not (KeyValue=17)) then　　Code1<=KeyValue;　　State<=InputState0;</p

110、>　　end if;　　when InputState0=>　　if KeyValue=19 then　　State<=InputState3;　　elsif (KeyValue=16) the

111、n 　　State<=SetState3;　　elsif (not (KeyValue=17)) then　　Code0<=KeyValue;　　State<=InputStateDone;

112、end if;　　when InputStateDone=>　　if KeyValue=19 then　　State<=InputState3;　　elsif (KeyValue=16) then

113、　　State<=SetState3;　　elsif KeyValue=17 then　　if ((Code0=Set0 and Code1=Set1 and Code2=Set2 and Code3=Set3) or　　(Code0=15 and Code1=15 and Code2=15 and Cod

114、e3=15))then --Universal Code　　State<=UnlockState;　　ErrorCounter<=0;　　else　　ErrorCounter<=ErrorCounter+1;&l

115、t;/p>　　if(ErrorCounter=2) then　　State<=WarningState;　　else　　State<=InputState3;　　end if;

116、　　end if;　　end if;　　when SetState3=>　　if (not(KeyValue=16 or KeyValue=17 or KeyValue=

117、19))then　　Set3<=KeyValue;　　State<=SetState2;　　end if;　　when SetState2=>　　if KeyValue=19

118、 then　　State<=SetState3;　　elsif (not (KeyValue=16 or KeyValue=17))then　　Set2<=KeyValue;　　State<=SetState1;

119、　　end if;　　when SetState1=>　　if KeyValue=19 then　　State<=SetState3;　　elsif (not (KeyValue=16 or KeyValue=17))th

120、en　　Set1<=KeyValue;　　State<=SetState0;　　end if;　　when SetState0=>　　if KeyValue=19 then&

121、lt;/p>　　State<=SetState3;　　elsif (not (KeyValue=16 or KeyValue=17))then　　Set0<=KeyValue;　　State<=SetStateDone;<

122、;b>　　end if;　　when SetStateDone=>　　if KeyValue=19 then　　State<=SetState3;　　elsif KeyValue=17 then

123、;　　State<=InputState3;　　end if;　　when UnlockState=>　　if KeyValue=19 then　　State<=InputState3;<

124、;p>　　end if;　　when WarningState=>NULL; --Lock Keyboard　　when others => null;　　end case;

125、;　　end if;　　end if;　　end if;　　end process MAIN;　　end architecture bhv;<p&

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