@数字系统课程设计

VHDL语言设计的密码锁控制器，模拟仿真平台为vivado 2018。（学生：慌慌和张张） 使用器材：Nexys4 DDR Artix-7 FPGA 设计软件：Vivado2018

（1）设计一个4位密码锁，用户拨动相应的开关进入输入密码状态，输入4位密码，按下确定键后，若密码正确，锁打开，若密码错误，将提示密码错误，要求重新输入，三次输入都错误，将发出报警信号。 （2）用户输入密码时，在按下确定键之前，可以通过按退格键修正，每按一次退格键消除一位密码。 （3）报警后，只有管理员作相应的处理（专用按键）才能停止报警。 （4）管理员可以通过设置（专用按键）更改密码。 （5）如果没有预置密码，密码缺省为“0000”。 （6）正确开锁后，用户处理完毕后，按下确定键，系统回到等待状态。 （7）系统操作过程中，只要密码锁没有打开，如果10秒没有对系统操作，系统回到等待状态。 （8）系统操作过程中，如果密码锁已经打开，如果20秒没有对系统操作，系统自动上锁，回到等待状态。

（1）用户密码初始值为“1234”； （2）管理员密码初始值为“0000”； （3）非报警状态下，只要密码锁没有打开，如果10秒没有对系统操作，系统回到等待状态。 （4）非报警状态下，密码锁已经打开，如果20秒没有对系统操作，系统回到等待状态 （5）操作分为用户状态和管理员状态 （6）等待状态默认为用户状态 用户状态： （1）设计一个4位密码锁，用户拨动相应开关进入输入密码状态，输入4位密码，通过数码管显示出来，按下确定键后，若密码正确，锁打开，数码管显示“HELLO”，若密码错误，数码管显示“ERROR”要求重新输入，三次输入都错误，将发出报警信号（10个LED灯闪烁）等待管理员操作。 （2）开锁后，用户可按相应键关锁，回到等待状态，也按下相应键进入修改密码状态，输入四位新密码，按下确认键则修改密码成功。 管理员状态： （1）报警状态下，管理员按下相应键进入输密码状态，输入四位管理员密码，按下确定键进行验证（错误则提示“ERROR”重新输入，没有次数限制）。 （2）验证通过后，管理员可以按下管理员键停止报警，也可以按相应键修改用户密码，输入4位密码后按确认键则修改密码成功。

根据自顶向下的设计方法，先确定系统顶层实体的功能设计，按功能划分成若干模块，系统主要由6个模块构成，分别是控制模块，分频模块，显示模块，计数器模块，输入模块，编码模块，然后由6个模块实现具体功能。其中控制模块主要由状态机构成。然后先编写test_bench文件，在仿真平台上运行代码，然后再下载到FPGA板子中，进行硬件的调试。 状态图：

接口设置： 状态机输入：共有16个按键输入，10个按键输入0~9,6个按键分别为重置，管理员键，用户键，改密码建，确定键，返回键； 状态机输出：16个LED灯，四位数码管输出。 时钟信号100MHz 状态描述 等待状态 S 等待输入第一位密码状态 等待输入第二位密码状态：S2 等待输入第三位密码状态：S3 等待输入第四位密码状态：S4 密码比较状态：S5 开锁状态：Sopen 管理员状态：Sadmin 报警状态：Salarm 错误状态：Serror

密码锁显示模块：给七段数码管显示信号赋值