VHDL电子密码锁毕业论文(电路图+原理图+程序+参考文献) 第3页
与其他的硬件描述语言相比，VHDL具有更强的行为描述能力，从而决定了他成为系
统设计领域最佳的硬件描述语言。强大的行为与描述能力是避开具体器件结构，从逻辑行为上描述和设计大规模电子系统的保证。就目前流行的EDA工具VHDL综合器而言，将基于抽象的行为描述风格的VHDL程序综合成为具体的FPGA和CPLD等目标器件的网表文件已经不成问题，只是在综合与优化效率上略有差异。
VHDL具有丰富的仿真语句和库函数，使得在任何大系统的设计早期，就能查验设计系统的功能可行性，随时可对系统进行仿真模拟，使设计者对整个工程的结构和功能可行性做出判断
VHDL语句的行为描述能力和程序结构，决定了它具有支持大规模设计的分解和已有设计的再利用功能。符合市场需求的大规模系统高效、高速的完成必须有多人甚至多个开发组共同并行工作才能实现，VHDL中设计实体的概念、程序包的概念、设计库的概念为设计的分解和并行工作提供了有利的支持。
用VHDL完成一个确定的设计，可以利用EDA工具进行逻辑综合和优化，并自动把VHDL描述设计转变为门级网表。这种方式突破了门级设计的瓶颈，极大的减少了电路设计的时间和可能发生的错误，降低了开发成本。利用EDA工具的逻辑优化功能，可以自动的把一个综合后的设计变成一个更小的、更高速的电路系统。反过来，设计者还可以容易地从综合和优化的电路获得设计信息，返回去更新、修改VHDL的设计描述，使之更加完善。
VHDL对设计的描述具有相对独立性。设计者可以不懂硬件的结构，也不必管最终的设计的目标器件是什么，而进行独立的设计。正因为VHDL的硬件描述与具体的工艺技术和硬件结构无关，所以VHDL设计程序的硬件实现目标器件有广阔的选择范围，其中包括各种系列的CPLD、FPGA及各种门阵列器件。
由于VHDL具有类属描述语句和子程序调用等功能，对于完成的设计，在不改变源程序的条件下，只需改变类属参量或函数，就能轻易地改变设计规模和结构。
设计层次高，用于较复杂的运算时能尽快发现问题，缩短产品上市时间，从而成本降低；与工艺无关，独立实现，修改方便，系统描述能力强；可读性好，有利于交流，适合文档保存；VHDL标准、规范并且可移植性强：VHDL类型多且支持用户自定义类型，也支持自顶向下的设计方法和多种电路设计[4]。
VHDL语言程序设计的基本语法结构如图2-1所示：
图2-1VHDL语言程序设计的基本语法结构
2-2-3 MAX+PLUSⅡ的介绍
Max+plusII(或写成Maxplus2,或MP2) 是Altera公司推出的的第三代PLD开发系统(Altera第四代PLD开发系统被称为：Quartus，主要用于设计6万-100万门的大规模CPLD/FPGA).使用MAX+PLUSII的设计者不需精通器件内部的复杂结构。设计者可以用自己熟悉的设计工具（如原理图输入或硬件描述语言）建立设计，MAX+PLUSII把这些设计转自动换成最终所需的格式。其设计速度非常快。对于一般几千门的电路设计，使用MAX+PLUSII，从设计输入到器件编程完毕，用户拿到设计好的逻辑电路，大约只需几小时。设计处理一般在数分钟内内完成。特别是在原理图输入等方面，Maxplus2被公认为是最易使用，人机界面最友善的PLD开发软件，特别适合初学者使用。
MAX+PLUSⅡ开发系统是一个完全集成化、易学易用的可编程逻辑设计环境，它可以在多种平台上运用。它所提供的灵活性和高效性是无可比拟的。其丰富的图形界面，辅之以完整的、可及时访问的在线文档，使学生能够轻松掌握和使用MAX+PLUSⅡ软件。
MAX+PLUSII 普遍认为MaxplusII曾经是最优秀的PLD开发平台之一，适合开发中小规模PLD/FPGA[5]。
MAX+plusⅡ 设计流程
数字系统的设计采用自顶向下、由粗到细,逐步分解的设计方法,最顶层电路是指系统的整体要求,最下层是具体的逻辑电路的实现。自顶向下的设计方法将一个复杂的系统逐渐分解成若干功能模块,从而进行设计描述,并且应用EDA">EDA 软件平台自动完成各功能模块的逻辑综合与优化,门级电路的布局,再下载到硬件中实现设计。
使用Max+plusⅡ软件设计流程由以下几部分组成。如下2-2图所示。
2-2 软件设计流程
第三章 电子密码锁的设计
本次设计主要由键盘接口电路、控制电路和显示译码电路三部分组成。其硬件结构图如图3-1所示。其中输入部分包括4×3矩阵键盘、弹跳消除电路、键盘译码电路、键盘扫描电路；控制部分包括按键存储电路、密码存储电路、比较电路；输出部分包括多路选通器、七段译码器、扫描信号发生器。其中键盘扫描模块、弹跳消除模块、键盘译码模块、控制模块、多路选通模块、七段译码模块都是通过软件实现的。
图3-1电子密码锁的硬件结构
3-1键盘接口电路
键盘接口电路包括键盘矩阵的工作原理及运用、时序产生电路、键盘扫描电路、弹跳消除电路、键盘译码电路和按键存储电路。
键盘矩阵的工作原理及运用：
本次设计选用的是4×3矩阵键盘，它是用4条I/O线作为行线，3条I/O线作为列线组成的键盘。在行线和列线的每一个交叉点上，设置一个按键，当某键被按下时，该按键的接点会连接行线和列线，这样有按键按下时行线呈现逻辑0的状态，未按下时则呈现逻辑1状态。键盘电路的工作原理是通过行线送入扫描信号，然后从列线读取状态判断是否有按键按下。其方法是依次给行线送低电平，检查列线的输出。如果列线信号为高电平，
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