【小梅哥FPGA进阶教程】第十二章数字密码锁设计 - OpenEdv-开源电子网

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实验原理
随着生活质量的提高，当代人们也认识到了安全的重要性，已经不再满足于老式的机械钥匙。近年来越来越多的技术开始在安全领域应用，例如普通的按键输入、指纹输入或者虹膜输入等。
本节设计一款按键输入式密码锁，用矩阵键盘输入密码，输入完成后进行密码比对，如密码输入正确则输出开门信号以及灯光指示，如密码输入错误则蜂鸣器进行报警以及灯光指示。
综合以上要求可以看出此处系统框图如图1所示。

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图1 系统框图

其中各模块功能描述如表1所示。

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表1 各模块功能描述

矩阵按键模块
现在分开介绍，矩阵按键输入控制模块的框图及其接口列表如下所示，详细内容可以参考芯航线关于矩阵按键的教程，此处不再详述。

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图2 矩阵按键模块框图

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表2 矩阵按键模块接口列表

密码比较模块：
现介绍密码检测模块，其主要功能即比较输入与预设的密码是否一致，

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图2 密码检测模块框图

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表2 密码检测模块列表

这里先将密码设置为4位十进制数1234，如下所示

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通过计数矩阵按键按下标志信号，依次将数据暂存到寄存器mima_r中。

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这里通过一个独立按键来控制比较信号，用到了按键消抖模块，详细内容可以参考芯航线有关章节。

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当开始比较后，根据实际情况判断后输出正确与否。

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控制模块：
现在介绍模块的控制单元。本模块主要功能是根据密码检测模块的输出确定，开关门信号以及声光信号。其模块接口列表及功能描述如下所示。

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图3 控制模块框图

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表3 控制模块接口列表

在这里使用三段式状态机进行描述。

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第一个always块：

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第二个always块：

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