消抖同步模块使能电路模块密码预置输出模块制器模块提供的置位信号信号单频信号和来共同控制的。设计指示电路模块的主要元件是触发器，控制器提供的置位和复位信号都应该是低电平有效。所以首先应该进行触发器的设计，然后才能构成指示电路模块的设计。其中触发器的程序为,指示电路模块的程序为。误码模块输入输出信号定义图误码模块图误码模块的模块图如图所示，模块的输入输出信号定义如下输入信号由控制器模块来提供，表示密码输入。由控制器模块来提供，作为延时和报警的脉冲信号。计数脉冲输入，当其计为时，延时结束，这是如果密码次数还不到次，则可以再次输入密码。复位信号，有控制器提供。输出信号用于显示还可以输入的密码次数。当密码次数达到次时有效，为，它将反馈给控制器模块。表示延时结束，这是密码器可以由警告状态进入到密码输入状态。警告状态下的红灯和蜂鸣器驱动信号。模块描述该模块用于对密码输入次数进行计数，当密码输入次数不达次时，密码器将进入到警告状态，这时红灯和蜂鸣器会有相应的指示，大约持续秒后，可以继续输入密码。当密码器的密码次数达到次时，密码器将进入到死锁状态。设计根据前面对该模块的描述，可以给出其程序，为。控制器模块输入输出信号定义控制器模块的模块图如图所示，模块的输入输出信号定义如下图控制器模块图输入信号由消抖模块提供，分别对应键。由编码模块提供，表示有密码输入。由比较模块提供，当它为时，表示输入的数字与预置密码相等。由密码次数计数器提供，当它为时，表示定时完，可以进入到下个状态。由计数选择模块提供，当它为时，表示已经输入了位的正确密码，可以进入到启动状态。由密码次数计数模块提供，当它为时，表示密码次数已经达到次。这时将进入到报警状态。输入时钟，有分频模块提供，与消抖模块的输入时钟同步。输出信号输入到使能模块的使能信号。输入到编码模块的读数脉冲信号。输入到密码次数计数模块的密码次数计数脉冲。输入到计数器选择模块的输入密码位数计数脉冲。输入到编码模块计数器选择模块和数码管扫描模块的复位信号。输入到密码次数计数模块的定时信号。输入到密码次数计数模块的密码次数复位信号。输入到指示电路模块的红绿灯和蜂鸣器驱动信号。模块描述控制器模块为数字密码器的核心部分，它在密码器系统中占有重要的地位，要编好这部分的程序，必须先对该模块的工作原理有清晰的认识。控制器模块的工作原理如下所示建立等待状态建立等待状态是指密码器处于上电启动或者报警后的状态，这是密码器并没有进入到正常的等待状态，因此密码器不会接受除信号外的任何输入信号。当操作人员按下键后，密码器将会进入到等待状态，这时用来指示密码器工作情况的指示灯和蜂鸣器都处于不工作状态，同时它还将密码次数计数器复位为。准备就绪状态准备就绪状态是指密码器在被按下键后处于的种状态。这时如果操作人员按下键，密码器将会进入到第种状态，等待密码数字的输入。在这种情况下，将被置，信号将被置。密码输入状态密码输入状态是控制器模块的第个状态，这是密码器将进入到密码输入的操作状态。当处于这种状态时，控制器模块的输出信号将变为有效，它意味着此时允许数字密码的按键输入。在这种情况下，密码器每收到个按键信号后，控制器模块应该判断出该按键输入是数字密码还是信号。如果判断出按键输入信号，那么这是就不符合启动程序，这是密码器将转移到报警状态，同时还向密码次数计数模块发出时钟，作为密码次数计数输入脉冲。是如果判断出是数字按键输入，则提供时钟给编码模块作为密码输入位数计数脉冲信号，同时如果判断出该按键输入为正确密码，则向计数器选择模块发出时钟信号，目的是选出对应的预置密码与输入的密码进行比较。对于比较模块来说，如果的输出为，那么控制器模块应该转移到密码状态如果的输出为，那么这时检查计数器选择模块的输出是否有效。如果有效，那么表示已经接收了个正确的数字密码，控制器模块将转移到启动状态，否则将返回本状态继续接收密码。启动状态启动状态是控制器模块的第个状态，这时控制器将判断按键输入的具体信号如果判断出按键输入是信号，那么将发出信号如果判断出是数字按键输入，那么仍向编码模块发出时钟。误码状态当控制器处于这个状态时，如果按下键，那么控制器将发出复位信号，并使控制器返回到密码输入状态如果按下键，那么控制器将向误码模块发出时钟，同时转移到报警状态如果判断出是数字按键输入，那么向编码模块发出时钟。报警状态当控制器处于这个状态时，这时控制器将判断信号是否有效，如果该信号有效，则表示密码输入次数已经达到次，这时密码器将进入到死锁状态，同时控制器将转移到报警返回状态如果信号无效，则向密码计数模块发出定时信号，这时指示设备将发出警告信号，这时任何按键输入都将不被响应如果定时结束则，密码器将再次进入到准备就绪状态，这时允许再次输入密码。报警返回状态报警返回状态是控制器模块的最后个状态，这是密码器将判断输入的具体信号如果按下信号，那么控制器模块将返回到密码建立等待状态如果按下其他键，那么状态将不会发生变化。根据上面对控制器模块的工作原理的描述，可以画出该模块的状态图，如图所示。其中分别对应控制器的建立等待状态准备就绪状态密码输入状态启动状态误码状态报警状态报警返回状态这个状态。设计通过前面对控制器模块的详细介绍，可以给出控制器模块的描述，其程序为。图控制器模块的状态图数字密码器的程序的编译综合仿真验证本课题中设计的所有模块均采用硬件描述语言进行描述，在公司的Ⅱ开发环境下进行程序的编译逻辑综合和优化功能仿真布局布线以及时序仿真，由公司的产品系列产品实现验证。编译综合公司的Ⅱ开发环境，由于其目的是形成可下载到可编程逻辑器件或中的文件，因此，编译综合过程是起的。逻辑综合就是将较高抽象层次的描述自动转换到较低抽象层次描述的种方法，就设计而言，既将级的描述转换成网表的过程，编译的最终目的是为了生成可以进行仿真定时分析及下载到可编程逻辑器件的相关文件，如，等。由于芯片的资源有限，为了优化输出和工艺映射，就要有相应的约束条件加以控制。以为目标器件时，设计实体中有的电路要尽量压缩面积而忽略性能要求而有的电路为了满足关键信号及性能的要求，则要忽略面积占用。所以，速度和面积优化的选择在多数情况下是矛盾的，这就要求设计者视具体情况选择，采用定的优化设计方法。模块仿真下面给出主要模块的仿真波形图。顶层模块仿真密码输入图密码输入状态的仿真波形图密码输入状态的波形仿真图如图所示，从图中可以看出输入的密码为，而正确密码为，所以在按下键后，控制器进入了报警状态，符合控制器工作流程。密码输入正确密码输入正确下的仿真波形图如图所示。从图中可以看出，当密码输入后，控制器进入到了启动状态。在按下键后，控制器又返回了建立等待状态，同时发出绿灯驱动信号。这完全符合控制器工作流程，满足设计要求。数字电路课程设计基于的数字密码器的设计摘要本论文介绍了种利用技术和语言，通过自顶向下的设计方法对数字密码器进行设计，并在芯片上实现。用器件构造系统,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。由于具有在系统可编程功能,当设计需要更改时,只需更改中的控制和接口电路,利用工具将更新后的设计下载到中即可,无需更改外部电路的设计,大大提高了设计的效率。因此,采用开发的数字系统,不仅具有很高的工作可靠性,其升级与改进也极其方便。本文设计的密码器采用位密码,比般的四位密码锁具有更高的安全可靠性,应用前景十分良好。关键词数字密码器自顶向下目录摘要技术概述现代电子设计方法技术技术的发展历程技术的基本特征技术的发展趋势硬件描述语言简介的产生与发展的基本特征的设计流程可编程逻辑器件简介的发展历程简介用进行开发的优点数字密码器的设计数字密码器的总体方案设计数字密码器的功能描述数字密码器的内部结构及模块划分数字密码器的工作过程数字密码器的顶层设计顶层模块的输入输出