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電子密碼鎖的eda設(shè)計(jì)原理篇一
隨著社會(huì)物質(zhì)財(cái)富的日益增長,，安全防盜已成為全社會(huì)關(guān)注的問題,。eda是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(electronic design automation)的縮寫，在20世紀(jì)90年代初從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(cad),、計(jì)算機(jī)輔助制造(cam),、計(jì)算機(jī)輔助測試(cat)和計(jì)算機(jī)輔助工程(cae)的概念發(fā)展而來的。eda技術(shù)就是以計(jì)算機(jī)為工具,，設(shè)計(jì)者在eda軟件平臺上,，用硬件描述語言hdl完成設(shè)計(jì)文件，然后由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地完成邏輯編譯,、化簡,、分割、綜合,、優(yōu)化,、布局、布線和仿真，直至對于特定目標(biāo)芯片的適配編譯,、邏輯映射和編程下載等工作,。
eda在通信行業(yè)(電信)里的另一個(gè)解釋是企業(yè)數(shù)據(jù)架構(gòu)，eda給出了一個(gè)企業(yè)級的數(shù)據(jù)架構(gòu)的總體視圖,，并按照電信企業(yè)的特征,，進(jìn)行了框架和層級的劃分。 eda是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(electronic design automation)的縮寫,，在20世紀(jì)60年代中期從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(cad),、計(jì)算機(jī)輔助制造(cam)、計(jì)算機(jī)輔助測試(cat)和計(jì)算機(jī)輔助工程(cae)的概念發(fā)展而來的,。利用eda工具,，電子設(shè)計(jì)師可以從概念、算法,、協(xié)議等開始設(shè)計(jì)電子系統(tǒng),，大量工作可以通過計(jì)算機(jī)完成，并可以將電子產(chǎn)品從電路設(shè)計(jì),、性能分析到設(shè)計(jì)出ic版圖或pcb版圖的整個(gè)過程的計(jì)算機(jī)上自動(dòng)處理完成?，F(xiàn)在對eda的概念或范疇用得很寬。包括在機(jī)械,、電子,、通信、航空航天,、化工,、礦產(chǎn)、生物,、醫(yī)學(xué),、軍事等各個(gè)領(lǐng)域，都有eda的應(yīng)用,。目前eda技術(shù)已在各大公司,、企事業(yè)單位和科研教學(xué)部門廣泛使用。例如在飛機(jī)制造過程中,，從設(shè)計(jì),、性能測試及特性分析直到飛行模擬，都可能涉及到eda技術(shù),。
電子密碼鎖主要實(shí)現(xiàn)的功能包括：
(1)數(shù)碼輸入：按下一個(gè)數(shù)字鍵，其對應(yīng)的數(shù)字就顯示在最右邊的數(shù)碼管上,，同時(shí)將先前輸入的所有數(shù)字向左移動(dòng)一位,。設(shè)計(jì)密碼為4位，系統(tǒng)只能顯示前4位輸人的數(shù)碼。
(2)數(shù)碼清除：當(dāng)按下清除鍵時(shí),，清除前面輸入的`所有值,，并顯示為“----”。
(3)密碼解除：按下55#鍵,，可以將電子密碼鎖的舊密碼解除,。
(4)密碼更改：將舊密碼解除之后，可以進(jìn)行密碼更改,。輸入任意四位密碼數(shù)字,，再按#號就可以將輸入的數(shù)碼當(dāng)作新的密碼。
(5)密碼上鎖：輸入新的密碼之后,，按下11#鍵,，可以進(jìn)行密碼上鎖操作。
(6)密碼解鎖：按下99#鍵,，再輸入數(shù)碼;如果輸入與系統(tǒng)儲存密碼一致,，密碼鎖就能開啟;否則不能解鎖。
2.1 電子密碼鎖的整體結(jié)構(gòu)
電子密碼鎖的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示,，它包括密碼鎖輸入模塊,、控制模塊和顯示模塊等。
2.2 密碼鎖輸入模塊
密碼鎖輸入模塊的電路框圖如圖2所示,，它由時(shí)序產(chǎn)生電路,、鍵盤掃描電路、彈跳消除電路,、鍵盤譯碼電路和按鍵存儲電路組成,。
時(shí)序產(chǎn)生電路用于產(chǎn)生電路中三種不同頻率的工作脈沖波形，包括系統(tǒng)時(shí)鐘信號,、彈跳消除取樣信號和鍵盤掃描信號,。
鍵盤電路可提供鍵盤掃描信號。該信號由ky3～ky0進(jìn)入鍵盤,，其變化的順序?yàn)?110-1101-1011-0111-1110……周而復(fù)始,。掃描信號 0111代表掃描的為*、0,、#這一排按鍵,，當(dāng)*這個(gè)按鍵被按下時(shí)，由kx2～kx0讀出的值為011,。按鍵位置的數(shù)碼關(guān)系如表1所列,。
彈跳消除電路可避免誤操作發(fā)生。由于設(shè)計(jì)中采用的矩陣式鍵盤是機(jī)械開關(guān)結(jié)構(gòu),，因此,，在開關(guān)切換的瞬間,，會(huì)在接觸點(diǎn)出現(xiàn)信號來回彈跳的現(xiàn)象。為使電子密碼鎖可靠工作,，必須加上彈跳消除電路,。彈跳消除電路采用軟件延時(shí)的方法消除抖動(dòng)，其仿真波形如圖3所示,。從圖3中可以看出,，若采樣信號連續(xù)兩次或超過兩次檢測到高電平信號，說明按鍵狀態(tài)確實(shí)發(fā)生了變化,，此時(shí)電路輸出一個(gè)時(shí)鐘周期的按鍵信號;否則當(dāng)作抖動(dòng)處理而不予理會(huì),，以此來消除抖動(dòng)。
對于鍵盤譯碼電路,，由于圖2中的鍵盤按鍵分為數(shù)字按鍵和功能按鍵,，每一個(gè)按鍵可負(fù)責(zé)不同的功能，而鍵盤所產(chǎn)生的輸出(也就是掃描回復(fù)信號)卻無法直接拿來用作密碼鎖控制電路的輸入,，所以必須由鍵盤譯碼電路來規(guī)劃每個(gè)按鍵的輸出形式,，以便執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。
鍵盤存儲電路可將每次掃描產(chǎn)生的新按鍵數(shù)據(jù)存儲下來,，因此新數(shù)據(jù)可能會(huì)覆蓋前面的數(shù)據(jù),，所以需要一個(gè)按鍵存儲電路，以將整個(gè)鍵盤掃描完畢的結(jié)果記錄下來,。
圖4所示是密碼鎖輸入模塊的仿真波形,，圖中，數(shù)字鍵數(shù)據(jù)“0,、1,、2、3,、4,、5、6,、7,、8、9”和功能鍵數(shù)據(jù)“0100,、0001”所得到的輸出不同,，由此可證明密碼鎖輸入模塊的正確性。
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