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设计一个密码锁的控制电路，当输入正确代码时，输出开锁信号以推动执行机构工作，用红灯亮﹑绿灯熄灭表示关锁，用绿灯亮﹑红灯熄灭表示开锁;
在锁的控制电路中储存一个可以修改的4位代码，当开锁按钮开关(可设置成6 位至8位，其中实际有效为4位，其余为虚设）的输入代码等于储存代码时，开锁;
从第一个按钮触动后的5 秒内若未将锁打开，则电路自动复位并进入自锁状态，使之无法再打开，并发出报警信号。
顶层文件
module password_lock_top(
input clk,rst,setting,
input set_ok,
input [7:0] sw,
input [3:0] key,
output led,led_R,led_G
);
wire clk_200hz;
wire pulse;
wire [1:0] pw_in,led_state;
wire [3:0] key_debounce;
wire [7:0] new_password;
div_200hz u1(.clk(clk),
.clk_200hz(clk_200hz)); //分频
key_debounce u2(.clk(clk_200hz),
.key(key),
.key_debounce(key_debounce)); //按键消抖
key_pulse u3(.clk(clk),
.key(|key_debounce),
.pulse(pulse)); //按键产生脉冲
key_password u4(.key(key_debounce),
.password(pw_in)); //按键输入密码
password_compare u5(.clk_pulse(pulse),
.rst(rst),
.pw_in(pw_in),
.pw_sw(new_password),
.led_state(led_state)); //密码比较
lock_result u6(.clk(clk),
.led_state(led_state),
.led_R(led_R),
.led_G(led_G),
.led(led)); //密码处理
set_password u7(.key_clk(set_ok),
.rst(rst),
.set(setting),
.in(sw),
.out(new_password)); //设置密码
endmodule
按键防抖
module key_debounce(
input clk,
input [3:0] key,
output [3:0] key_debounce
);
reg [3:0] key_r,key_rr,key_rrr;
always @(posedge clk) begin
key_rrr = key_rr;
key_rr = key_r;
key_r = key;
end
assign key_debounce = key_rrr & key_rr & key_r;
endmodule
密码输入
module key_password(
input [3:0] key,
output reg [1:0] password
);
always @ (key)
case (key)
4'b0001: password =2'b00; //输入密码 0
4'b0010: password =2'b01; //输入密码 1
4'b0100: password =2'b10; //输入密码 2
4'b1000: password =2'b11; //输入密码 3
default: password =2'b00;
endcase
endmodule
密码比较
module password_compare(
input clk_pulse,rst,
input [1:0] pw_in,
input [7:0] pw_sw,
output [1:0] led_state
);
parameter led_on=2'b00,
led_off=2'b11,
led_blink=2'b10;
parameter s0=4'h0,
s1=4'h1,
s2=4'h2,
s3=4'h3,
s4=4'h4,
e1=4'h5,
e2=4'h6,
e3=4'h7,
e4=4'h8;
reg [3:0] next_st = s0;
always @ (posedge clk_pulse or posedge rst)
if (rst) next_st = s0;
else begin
case(next_st)
s0: begin
if(pw_sw[7:6]==pw_in) next_st =s1;
else next_st = e1;
end
s1: begin
if(pw_sw[5:4]==pw_in) next_st =s2;
else next_st = e2;
end
s2: begin
if(pw_sw[3:2]==pw_in) next_st =s3;
else next_st = e3;
end
s3: begin
if(pw_sw[1:0]==pw_in) next_st =s4;
else next_st = e4;
end
s4: next_st = s0;
e1: next_st = e2;
e2: next_st = e3;
e3: next_st = e4;
e4: next_st = s0;
default: next_st = s0;
endcase
end
assign led_state = (next_st == s4) ? led_on:(next_st ==e4)?
led_blink: led_off;
endmodule
结果锁定
module lock_result(
input clk,
input [1:0] led_state,
output reg led,led_R,led_G
);
reg [23:0] cnt;
parameter led_on =2'b00,led_off=2'b11,led_blink=2'b10;
always @(posedge clk) begin
cnt = cnt 1;
if(led_state == led_on ) begin led_R=1;led_G=0;led=0;end
else begin
if(led_state ==led_off )begin led_R=0;led_G=1;led=0;end
else begin led=1;led_R=0;led_G=0; end
end
end
endmodule
//设置密码模块
module set_password(
input key_clk,rst,
input set,
input [7:0] in,
output reg [7:0] out
);
always @ ( key_clk or rst)
if (rst) out <= 8'b11100100; //初始密码 3210
else if(set) out <= in; //设置新密码
endmodule