文献综述-基于cpld的电子密码锁的设计及实现

四川理工学院毕业设计文献综述基于CPLD的电子密码锁的设计及实现学生杨钱英学号10021050130专业电子信息科学与技术班级20101指导教师邱家涛四川理工学院自动化与电子信息学院二O一四年三月1前言在日常的生活和工作中,住宅与部门的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存多以加锁的办法来解决。若使用传统的机械式钥匙开锁，人们常需携带多把钥匙,使用极不方便,且钥匙丢失后安全性即大打折扣。随着科学技术的不断发展，人们对日常生活中的安全保险器件的要求越来越高。为满足人们对锁的使用要求，增加其安全性，用密码代替钥匙的密码锁应运而生。密码锁具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点。目前，在西方发达国家，电子密码锁技术相对先进，种类齐全，电子密码锁已被广泛应用于智能门禁系统中，通过多种更加安全，更加可靠的技术实现大门的管理。在我国电子锁整体水平尚处于国际上70年代左右，电子密码锁的成本还很高，市场上仍以按键电子锁为主，按键式和卡片钥匙式电子锁已引进国际先进水平，现国内有几个厂生产供应市场。但国内自行研制开发的电子锁，其市场结构尚未形成，应用还不广泛。国内的不少企业也引进了世界上先进的技术，发展前景非常可观。希望通过不断的努力，使电子密码锁在我国也能得到广泛应用本次设计为基于CPLD的电子密码锁，设计要求为（1）、IC集成电路采用正向设计一“自顶向下”的正向设计流程（2）、利用VHDL硬件描述语言，采用复杂可编程逻辑器件CPLDCOMPLEXPROGRAMMABLELOGICDEVICE来实现；（3）、采用QUATERSII进行仿真，更新后的设计下载到CPLD中即可，无需更改外部电路的设计，可大大提高设计的效率；（4）、拟设计的密码锁具有解锁、密码修改、报警提示及液晶显示等功能。2电子密码锁的发展背景早期开发的电子密码锁由于电子器件所限，种类不多，保密性差，最基本的就是只依靠最简单的模拟电子开关来实现的，制作简单但不安全。随着大规模集成电路技术的发展，电子密码锁在国内外发展非常快，70年代，以美国耶鲁制锁厂、欧洲西沙集团、联邦德国多姆公司为代表的国际制锁行业已开发出包括电子卡片门锁在内的十多种电子锁。80年代初期，美国LSI公司研制成LS7220专用保密锁集成电路，使用四位密码。90年代初，国外又推出采用12位密码的TWH9013专用保密锁集成电路。在我国，无线电杂志1978，NO5，P2325上曾登载唐玮的电子锁一文。此后，该刊与电子世界、电器时代、电世界、五金科技等杂志又相继发表了许多电子锁的文章。目前人们日常生活中普遍使用是机械锁，它使用方便、结构简单、价格便宜。但是在使用过程中却暴露了很多得缺点机械锁是用金属制成的钥匙上的不同齿形与锁芯的配合来工作的，所以很多钥匙可以互开,保密性差，安全性低钥匙一旦丢失，无论谁捡到都可以将锁打开机械锁的材料大多数为黄铜，质地较软容易损坏机械锁钥匙容易复制，所以不适于诸如宾馆等公共场所使用。由此可看出机械锁已难以满足当前社会和人们的要求。3电子密码锁的应用及发展趋势目前国内外密码锁系统的主要方向的发展是接触式密码锁系统，非接触式密码锁系统，智能识别密码锁系统，但是他们都相应的存在着不同的缺点。例如接触式密码锁系统成本较低，体积小，卡片本身无须电源，但使用不太方便，而且有接触磨损。相比之下，红外遥控密码锁系统的成本与接触式密码锁系统相当，而且可以进行近距离遥控，使用十分方便。由于红外遥控具有许多优点，例如红外线发射装置采用红外发光二极管，遥控发射器易于小型化且价格低廉；采用数字信号编码和二次调制方式，不仅可以实现多路信息的控制，增加遥控功能，提高信号传输的抗干扰性，减少误动作，而且功率消耗低；红外线不会向室外泄露，不会产生信号串扰，反应速度快、传输效率高、工作稳定可靠等。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅可靠而且能有效地隔离电气干扰。所以红外线遥控在生活和工业中应用越来越广泛。为满足人们对锁的使用要求，增加其安全性，用密码代替钥匙的密码锁应运而生。密码锁具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点。在安全技术防范领域，具有防盗报警功能的电子密码锁逐渐代替传统的机械式密码锁，克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点，使密码锁无论在技术上还是在性能上都获得了大大的提高。随着大规模集成电路技术的发展，特别是单片机的问世，出现了带微处理器的智能密码锁，它除具有电子密码锁的功能外，还引入了智能化管理、专家分析系统等功能，从而使密码锁具有很高的安全性、可靠性，应用日益广泛。随着人们对安全的重视和科技的发展，许多电子智能锁（指纹识别、IC卡辨认）已在国内外相继面世。但是这些产品的特点是针对特定有效卡、指纹或声音有效，且不能实现远程控制，只能适用于保密要求高且供个人要求高的箱、柜、门等。而且指纹识识别器若在公共场所使用存在容易机械损坏，IC卡还存在容易丢失、损坏等缺点，再加上其成本较高，一定程度上限制了这类产品的普及和推广。鉴于目前的技术水平与市场的接受程度，电子密码锁是这类电子防盗产品的主流。4电子密码锁的设计按照功能可将与智能时钟相关的文献分为以下几类41具有传统功能的电子密码锁、范柳絮，李宏，陈娟，谷志敏于2008/3在电子测量技术上发表的名为基于CPLD的电子密码锁设计一文，本文介绍一种在MAXPLUSII环境下，采用复杂可编程逻辑器件（CPLD）的新型电子密码锁设计方法，阐述了其工作原理和软硬件设计方法。该密码锁通过了扫描电路、弹跳消除电路、比较电路和七段译码电路等实现了密码输入、数码清除、密码激活、电锁解除、密码更改和误码报警等功能。、朱璇，唐晓茜，殷建军在2009/8发表在轻工机械上基于单片机的智能加密电子密码锁设计一文，该设计介绍了一种智能化的电子密码锁系统，该系统以8位单片机STC89C52为硬件核心，及配置键盘输入及液晶显示输出等外围电路，借助于单片机自身的EEPROM存储数据，经TEA加密算法对数据进行保护，大大简化其结构，降低了成本，提高了数字密码锁的保密性及可靠性。42具有红外遥控功能的电子密码锁、李芳，高焕芝，贺秀玲，刘庆杰发表于微计算机信息2008年第24卷第22期的红外遥控密码锁的的设计与实现一文，本文主要介绍了基于AT89C51RC单片机的红外遥控密码锁的硬件及程序实现流程的具体设计，论文中给出了红外发送器和红外接收器的设计电路以及电子密码锁的典型设计电路部分和具体应用方法，并且通过了红外线信号的发射和接收。、胡玉洁在2013/12/30发表在电子世界期刊中的基于51单片机的红外遥控密码锁的设计一文，该文设计了由红外接受头HS0038和AT89C51控制的接受部分组成，由红外发光二极管和AT89C51控制的发射部分来完成密码的发送过程，本设计中，利用红外接收头的输出接在单片机的INT0口，确定下降沿触发单片机INT0中断，从而可以对编码脉冲进行接收、存储和解码，最后设计上位机对密码锁网络进行管理。5小结锁是古老而又现代的社会性用品。锁从遥远的古代走来，在电气时代来临之前，各种机械式锁具成为人们保护财产，防范入侵的重要手段。在机械锁具方面，瑞士人走在了世界前列。瑞士人制作的机械锁凭其精密的机械结构和一流的安全性能，让世界叹为观止。随着人们安全防范观念的提升、社会生活水平的提高和科技的发展，人们对日常生活中的安全防范设施要求越来越高，住宅和办公室等场所尤为如此。传统的机械锁具的钥匙易于复制、安全性能差，已经不能满足在这些领域安全技术防范的要求。需要突破传统机械锁具的机械、弹子结构，创造出更安全、可靠、方便并能与整个安防系统无缝对接的电子锁产品。因应这些需求，智能电子锁应运而生，其在使用的方便性、防范非法开启、智能管理等方面都是机械锁具无法比拟的，在对安全要求较高的场所及设施中得到广泛应用。参考文献1余永权ATMEL89系列FLASH单片机原理及应用M北京电子工业出版社，19972胡汉才单片机原理及其接口技术M北京清华大学出版社，19963赵新民智能仪器设计基础M哈尔滨哈尔滨工业大学出版社，19994李钟实实用电子报警器精选百例M北京科学技术文献出版社，20025李连华基于CPLD的电子密码锁设计J中国科技信息,20066许琦基于CPLD的电子密码锁的设计J科技信息,20067王卫兵,刘克刚,朱秋萍用CPLD的电子密码锁J电子技术,20058赵益丹,徐晓林,周振峰电子密码锁的系统原理、设计程序及流程图嘉兴学院学报J,20039曹建国,王威,王丹一种基于VHDL的电子密码锁的设计与实现沈阳大学学报J,200610梁丽电子密码锁的计算机仿真设计J计算机仿真,200511路而红专用集成电路设计与电子设计自动化J北京清华大学出版社,200412谭会生，瞿遂春EDA技术综合应用实例与分析J西安西安电子科技大学出版社,200413罗杰,康华光两种硬件描述语言VHDL/VERILOG的发展及其应用J电气电子教学学报,200214徐惠宁，安德宁数字逻辑设计与VHDL描述M北京机械工业出版社，200015张忠自顶向下的CPLD设计J电子产品世界,199816台方微型计算机控制技术M北京中国水利水电出版社，200117潘新民，王燕芳微型计算机控制技术M北京电子工业出版社，200318康华光数字电子技术基础M北京高等教育出版社，200619康华光模拟电子技术基础M北京高等教育出版社，200620陆重阳,卢东华FPGA技术及其发展趋势J微电子技术,200321王晓勇FPGA的基本原理及运用舰船电子工程J,200522程耀林F