用verilog设计 密码锁设计 基本要求:设计一个电子密码锁。 操作方式:在锁开的状态下输入密码，设置的密码共4位，用拨码开关SW1~SW10分别代表数字1，2，…，9，0，输入的密码用数码管显示，最后输入的密码显示在最右边的数码管上，即每输入一位数，密码在数码管上的显示左移一位。可删除输入的数字，删除的是最后输入的数字，每删除一位，密码在数码管上的显示右移一位，并在左边空出的位上灭掉。用一位输出电平的状态代表锁的开闭状态。也可自行规定操作方式。 为保证密码锁主人能打开密码锁，设置一个万能密码，在主人忘记密码时使用。

下面是一个简单的基于Verilog的密码锁设计，包括了上述基本要求：

module password_lock(
  input clk,
  input rst,
  input [9:0] sw,
  output reg [3:0] seg,
  output reg [6:0] an,
  output reg lock
);

// 万能密码
parameter [3:0] master_password = 4'b1101;

// 密码位数
parameter [2:0] password_length = 3;

// 密码存储
reg [3:0] password[0:password_length-1];
reg [2:0] password_index;

// 当前输入的数字
reg [3:0] current_digit;

// 是否锁定
reg is_locked;

// 是否显示密码
reg show_password;

// 数码管扫描计数器
reg [15:0] scan_counter;
wire [2:0] scan_index;
assign scan_index = scan_counter[14:12];

// 数码管扫描表
parameter [6:0] scan_table [0:3] = {
  7'b111_1110, // "0"
  7'b011_0000, // "1"
  7'b110_1101, // "2"
  7'b111_1001  // "3"
};

// 数码管显示模块
always @ (posedge clk) begin
  if (rst) begin
    seg <= 4'b1111;
    an <= 3'b111;
    scan_counter <= 0;
    password_index <= 0;
    current_digit <= 4'b0000;
    is_locked <= 0;
    show_password <= 0;
    for (int i = 0; i < password_length; i = i + 1) begin
      password[i] <= 4'b0000;
    end
  end else begin
    // 数码管扫描
    scan_counter <= (scan_counter == 3'd7) ? 0 : (scan_counter + 1);
    an <= 3'b111 & ~(1 << scan_index);
    if (show_password && (password_index < password_length)) begin
      seg <= password[password_index];
    end else begin
      seg <= current_digit;
    end
    // 删除数字
    if (sw[9] && (sw[7:0] != 8'hFF) && (current_digit != 4'h0)) begin
      current_digit <= current_digit >> 1;
    end
    // 输入数字
    else if (sw[9] && (sw[7:0] != 8'hFF) && (current_digit != 4'hF)) begin
      current_digit <= {current_digit[2:0], sw[3:0]};
    end
    // 输入完成
    else if (sw[9] && (sw[7:0] == 8'hFF)) begin
      if (password_index < password_length) begin
        password[password_index] <= current_digit;
        password_index <= password_index + 1;
        show_password <= 1;
        // 检查是否解锁
        if ((password_index == password_length) && (password == master_password)) begin
          is_locked <= 0;
        end
      end
      current_digit <= 4'b0000;
    end
    // 锁定
    else if (sw[8] && !is_locked) begin
      is_locked <= 1;
      show_password <= 0;
      password_index <= 0;
    end
  end
end

// 输出锁定状态
assign lock = is_locked;

endmodule

该设计使用了一个简单的有限状态机，用于处理密码的输入和显示。在每个时钟周期，它会扫描数码管并显示当前的密码或输入的数字。如果用户按下删除键，它会从当前的数字中删除最后一位。如果用户按下数字键，它会将该数字添加到当前的数字中。如果用户输入完整的密码，它会检查该密码是否正确，并相应地锁定或解锁锁。如果用户按下锁定键，它会锁定锁并清除输入的密码。