VHDL实现：短学期实验——密码锁设计

“VHDL密码锁设计实验” 这个实验是关于使用VHDL语言设计一个密码锁系统的。VHDL是一种硬件描述语言，常用于数字逻辑系统的设计和仿真。在这个项目中，学生们需要构建一个模拟真实密码锁功能的系统，包括管理员设置、密码输入、错误重试和报警机制。 **功能要求：** 1. **等待状态**：系统默认处于等待状态，等待用户操作。 2. **管理员模式**：管理员可以设置或更改密码，如果没有预设密码，系统默认密码为“999999”。 3. **用户输入**：用户输入6位密码后，按确定键进行验证。 4. **密码验证**：密码正确则开锁，错误则提示并允许重新输入。 5. **错误限制**：连续三次输入错误，系统发出报警信号。 6. **报警解除**：报警后，只有管理员操作才能停止报警。 7. **取消输入**：在确定前，用户可通过取消键重新输入。 8. **超时机制**：60秒内无操作，系统自动返回等待状态。 **设计流程：** 1. **结构设计**：包括按键输入、复位、等待状态、工作状态、修改密码、错误提示和报警、开锁以及恢复等待等多个功能模块。 2. **模块分解**： - **控制模块**：处理输入输出，切换状态，执行开锁和报警功能。 - **比较模块**：比较输入的密码与正确密码是否匹配。 - **寄存模块**：存储密码值。 - **计数及使能模块**：管理输入数量、超时时间、错误次数和状态转换。 **具体实现：** 在VHDL代码中，`ctrl`实体是控制模块，它接收各种输入信号如change、vers、keysign、ok、cancel等，并根据时钟信号`clk`处理这些输入，输出`enable`信号来控制系统的其他部分。内部信号`sec`用于计时，确保在60秒无操作后系统能够返回等待状态。 这个实验旨在让学生熟悉VHDL编程，理解数字逻辑设计的基本原理，并能实现一个实际应用中的密码锁系统。通过这样的实践，学生能够增强对数字系统设计的理解，包括状态机的构建、信号处理以及硬件逻辑的实现。