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工控澳门太阳集团2007com网站厂家分享:语音电子密码锁设计:EP1C3T144C6芯片和VHDL语言的应用
来源:迈肯思科技 发布时间:2021-06-17
       

随着电子技术的发展,具有防盗报警、语音提示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。目前大部分密码锁采用单片机进行设计,电路较复杂,性能不够灵活。本文采用先进的EDA(电子设计自动化)技术,利用QuartusⅡ工作平台和VHDL(超高速集成电路硬件描述语言),设计了一种新型的电子密码锁。该密码锁具有密码预置、修改、语音提示和3次输入错误则系统进入定时锁定并报警等功能,用FPGA(现场可编程门阵列)芯片和语音芯片ISD2560实现。由于充分利用了FPGA芯片密度大、功耗低、可重复编程和具有嵌入式阵列块的结构特点,且ISD2560具有抗断电、音质好、使用方便等优点,因而该密码锁体积小、功耗低、价格低、安全可靠、具有智能语音提示、维护和升级方便。

1App设计

App用VHDL来实现,VHDL相比较于VerilogHDL,具有更好的语法的严格性,但是其严格的语法一定程度上限制了错误的产生,调试较容易。VHDL的系统抽象能力比VerilogHDL强,在系统描述上占有一定的优势,但在门级描述上稍显逊色。

本设计App模块框图如图1所示,共8个模块。

在本系统中,密码由4位十进制数组成,初始密码为“0000”,可由用户任意设定密码。密码输入正确时,则进入开锁状态。如果密码连续输入3次错误时,则系统进入自我定时锁定,并报警。在输入过程中,系统可以发音提示(也可屏蔽掉)用户输入的数字,或者说明当前的状态。

下面先容状态机和ISD2560控制电路的实现。

其中state为状态代码,并通过state_out[3..0]端口传给其他电路。一开机,系统处在空闲状态,当按键处理电路传来确定使能的信号compare_en时,状态机等待effect_out脚的高电平脉冲信号,如果等不到则进入S2状态,即进入密码输入一次错误状态,如果等到则进入pass状态即开门状态,如果3次输入密码错误则系统进入死锁倒计时状态,拉高lock_pin脚,启动计数器。

本设计的状态图见图2。

App流程图见图3。

当计数满时则计数电路拉高unlock脚电平,状态机检测到unlock脚下为高电平时,则表示锁定时间结束,复位lock_pin的电平,在下一个时钟上升沿到来时,进入下一个状态即idle状态。只有pass状态下从按键处理电路传来modify_pin为高电平时,才能进入modify状态,即密码修改状态。当检测到modify_pin脚电平复位为低电平时则表明修改密码完成,状态机在下一个时钟上升沿到来之时,进入下一个状态即idle状态。如果在pass状态时,状态机检测到close_pin脚电平被拉高时,则表明用户要关门,此系统在下一个时钟上升沿到来之时,返同空闲状态。

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