设计一个密码锁的控制电路,当输入正确密码时,输出开锁信号,用红灯亮、绿灯熄灭表示关锁,用绿灯亮、红灯熄灭表示开锁。 (2) 从第一个按钮触动后的 20 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,并由扬声器发出持续 15 秒的报警信号。
时间: 2024-02-25 13:59:33 浏览: 109
以下是一个简单的密码锁控制电路的 Verilog 设计:
```
module password_lock(
input clk,
input reset,
input [3:0] password_in,
input unlock,
output red_led,
output green_led,
output speaker
);
parameter PASSWORD = 4'd7; // 设置密码为 7
reg [3:0] password; // 密码寄存器
reg [3:0] input_buffer; // 输入缓冲区
reg [1:0] state; // 状态机状态寄存器
reg [3:0] timer; // 计时器
assign red_led = (state == 2) ? 1'b1 : 1'b0; // 红灯亮表示关锁
assign green_led = (state == 1) ? 1'b1 : 1'b0; // 绿灯亮表示开锁
assign speaker = (state == 3) ? 1'b1 : 1'b0; // 报警信号
// 状态机
always @(posedge clk) begin
if (reset) begin
state <= 0;
password <= 0;
input_buffer <= 0;
timer <= 0;
end else begin
case (state)
0: begin // 初始状态,等待密码输入
if (password_in != 0) begin
input_buffer <= password_in;
state <= 1;
end
end
1: begin // 密码输入状态,等待确认
if (password_in != 0) begin
if (input_buffer == PASSWORD) begin
state <= 2; // 密码正确,锁定
end else begin
state <= 0; // 密码错误,重新输入
end
end
end
2: begin // 关锁状态
if (unlock) begin
state <= 3; // 开锁
end else if (timer == 20000000) begin
state <= 4; // 自锁
timer <= 0;
end else begin
timer <= timer + 1;
end
end
3: begin // 开锁状态
if (timer == 20000000) begin
state <= 2; // 保持关锁状态
timer <= 0;
end else begin
timer <= timer + 1;
end
end
4: begin // 自锁状态
if (timer == 15000000) begin
password <= 0; // 清除密码
state <= 0; // 进入初始状态
timer <= 0;
end else begin
timer <= timer + 1;
end
end
endcase
end
end
// 密码输入逻辑
always @(posedge clk) begin
if (reset) begin
password <= 0;
end else if (state == 0 && password_in != 0) begin
password <= password_in; // 保存密码
end
end
endmodule
```
在这个例子中,我们有一个时钟输入 `clk`,一个复位输入 `reset`,一个 4 位密码输入 `password_in`,一个开锁信号输入 `unlock`,以及一个红灯输出 `red_led`、一个绿灯输出 `green_led` 和一个扬声器输出 `speaker`。我们使用一个状态机来实现密码锁的逻辑。状态机有五个状态:
- 状态 0: 初始状态,等待密码输入
- 状态 1: 密码输入状态,等待确认
- 状态 2: 关锁状态
- 状态 3: 开锁状态
- 状态 4: 自锁状态,无法再打开
在状态 0 中,当输入非零密码时,我们将其保存到输入缓冲区 `input_buffer` 中,并将状态机状态切换到状态 1。
在状态 1 中,当输入非零密码时,我们将其与保存在密码寄存器 `password` 中的密码进行比较。如果相等,则将状态机状态切换到状态 2(关锁状态);如果不相等,则将状态机状态切换回状态 0(重新输入密码)。
在状态 2 中,当接收到开锁信号 `unlock` 时,将状态机状态切换到状态 3(开锁状态);否则,将计时器 `timer` 增加,直到达到 20 秒的时间限制。如果在此期间仍未接收到开锁信号,则将状态机状态切换到状态 4(自锁状态),并将计时器 `timer` 重置为 0。
在状态 3 中,将计时器 `timer` 增加,直到达到 20 秒的时间限制。如果在此期间未再次接收到开锁信号,则将状态机状态切换回状态 2(关锁状态),并将计时器 `timer` 重置为 0。
在状态 4 中,将计时器 `timer` 增加,直到达到 15 秒的时间限制。如果在此期间接收到任何输入,则将状态机状态切换回状态 0(重新输入密码),并将密码寄存器 `password` 清零;否则,将计时器 `timer` 重置为 0,并将扬声器输出 `speaker` 设为高电平,发出持续 15 秒的报警信号。
在这个例子中,我们使用参数 `PASSWORD` 来指定密码,你可以根据需要修改此值。
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