数字逻辑与数字系统期末大作业——四位十进制密码锁

【设计要求】

（1） 设计一个开锁密码至少为 4 位数字（或更多）的密码锁。

（2） 当开锁按钮开关（可设置 8 位或更多，其中只有 4 位有效，其余位为虚设）的输入代码等于所设密码时启动开锁控制电路，用 F1 灯（代表绿灯）亮、F2 灯（代表红灯）灭表示开锁状态，并用数码管显示英文大写 OP。

（3） 从第一个按钮触动后的 10 秒内若未能将锁打开，则电路自动复位，同时用 F1 灯（代表绿灯）灭、F2 灯（代表红灯）亮表示关锁状态,并用数码管显示英文大写LC。

（4） 10 秒开锁倒计时要求用数码管显示

注： 附加功能根据本人能力自行添加（如：当操作者开始按动按钮能进行倒计时显示。密码锁中的 4 位密码可以修改，可以记录按键次数等等）

附加功能：

（1）开锁之后可以修改密码

（2）可以记录输入密码次数

（3）十进制显示输入密码

（4）三次输入错误之后锁死

注：十秒倒计时结束以后就没法继续输密码了，但是助教看的很松，操作分也给满了

module mimasuo(clk,clk0,clk1,clk2,clk3,res,set,in,enter,inpw,rled,lled,state,red,green,led);
    input clk;//系统时钟
    input clk0,clk1,clk2,clk3;//用于转换十进制的模拟时钟信号
    input res;//电路总复位信号，拨码按键左1
    input set;//设置密码，左2
    input in;//输入密码，左3
    input enter;//确认键
    
    output reg [3:0] inpw;//右侧四个数码管位选，显示输入的密码
    output [6:0] rled;//右侧四个数码管段选
     reg xcount;//左1数码管位选，用于倒计时
    output reg [3:0]state;//左侧数码管位选，用于显示op和lc状态
    output reg [6:0] lled;//左侧数码管段选，显示倒计时
    output reg red;//红灯,表示关锁状态
    output reg green;//绿灯，表示开锁状态
    output reg [2:0] led;//记录输入次数的指示灯
    
    wire [3:0] in0,in1,in2,in3;//储存当前输入的四位密码
    reg [3:0] pw0,pw1,pw2,pw3;//储存设置的四位密码
    reg [3:0] count;//倒计时
    reg [3:0] num;//储存输入的数字
    reg tim;//分频用来输入数码管
    reg input_start,input_res;//输入开始信号，输入复位信号
    integer time_count,clock_count;//分频读秒
    integer cishu;//记录输入的次数
    integer cishu1;//记录成功的次数
initial begin
    count = 4'b1010;//从10开始倒计时
    inpw = 4'b0001;//先定位最右侧的数码管
    time_count = 0;
    tim = 0;//分频初始都为0
    green = 1;
    red = 0;//初始先是开锁状态
    cishu = 0;//输入次数初始为0
    clock_count = 0;
    xcount = 1;
    state = 4'b0001;
    input_res = 0;
end

mo10jishu u0(clk0,input_res,input_start,in0);
mo10jishu u1(clk1,input_res,input_start,in1);
mo10jishu u2(clk2,input_res,input_start,in2);
mo10jishu u3(clk3,input_res,input_start,in3);

xianshi x1(clk,num,input_res,rled);//输入密码的显示
//左侧数码管的显示
always @(*)
begin
case(state)
4'b1000:
begin//倒计时
if(count == 4'b1010)
    lled <= 7'b0110000;
else
    lled <= 7'b1111110;
end
4'b0001:
begin
if(green)
begin
    lled <= 7'b1100111;
end
else if(red)
begin
    lled <= 7'b1001110;
end
end
4'b0010://OP和LC
begin
if(green)
begin
    lled <= 7'b11111110;
end
else if(red)
begin
    lled <= 7'b0001110;
end
end
4'b0100:
if(xcount)
begin
case(count)
            4'b0000:
                lled <= 7'b1111110;
            4'b0001:
                lled <= 7'b0110000;
            4'b0010:
                lled <= 7'b1101101;
            4'b0011:
                lled <= 7'b1111001;
            4'b0100:
                lled <= 7'b0110011;
            4'b0101:
                lled <= 7'b1011011;
            4'b0110:
                lled <= 7'b1011111;
            4'b0111:
                lled <= 7'b1110000;
            4'b1000:
                lled <= 7'b1111111;
            4'b1001:
                lled <= 7'b1111011;
            default:
                lled <= 7'b1111110;
            endcase
end
endcase
end

always @(posedge clk)
begin
    if(in)
    begin
    green <= 0;
    red <= 1;
    if(cishu1)
    begin
        count <= 4'b1010;
        clock_count <= 0;
        cishu1 <= 0;
    end//如果打开锁，则下次输密码时从头开始计时
    if(count != 4'b0000&&~green)//倒计时
    begin
    xcount <= 1;
        if(clock_count != 2500000000)
        begin
            clock_count <= clock_count + 1;
        end
        case(clock_count)
            0:
                count <= 4'b1010;
            250000000:
                count <= 4'b1001;
            500000000:
                count <= 4'b1000;
            750000000:
                count <= 4'b0111;
            1000000000:
                count <= 4'b0110;
            1250000000:
                count <= 4'b0101;
            1500000000:
                count <= 4'b0100;
            1750000000:
                count <= 4'b0011;
            2000000000:
                count <= 4'b0010;
            2250000000:
                count <= 4'b0001;
            2500000000:
                count <= 4'b0000;
        endcase
    end
    else if(~in)//不输入密码时，倒计时不显示
    begin
        count <= 4'b1001;
        clock_count <= 0;
    end
    end
    
    if(count == 4'b0000&&~green)//倒计时结束
    begin 
        input_start <= 0;//停止输入
        input_res <= 1;//输入清零
        red <= 1;
    end
    else if(cishu < 4)//正常情况下
    begin
        input_start <= set|in;//输入密码和重置密码都可输入
        input_res <= res|(set&in);//同时打开输入密码和重置密码时会置0
    end
    
    if(green && set)//重置密码，只有锁开了才能重置密码
    begin
        pw0 <= in0;
        pw1 <= in1;
        pw2 <= in2;
        pw3 <= in3;
    end
    
    if(time_count == 200000)//显示数码管分频
    begin
        tim <= 1;
        time_count <= 0;
    end
    else
    begin
        time_count <= time_count + 1;
        tim <= 0;
    end
    
    
    if(in)
    begin//密码输入成功
        if(in0==pw0&&in1==pw1&&in2==pw2&&in3==pw3&&enter&&count!=4'b0000)
        begin
            green <= 1;
            red <= 0;
            count <= 4'b1010;
            cishu1 <= cishu1 +1;
           
        end
        else 
        begin
            green <= 0;
        end
    end  
    
    if(cishu > 3 && count != 4'b0000)//输入错误三次以后
        begin
                input_start <= 0;
                input_res <= 1;
                led <= 3'b000;
                count <= 4'b0000;
                clock_count <= 0;
        end

        case(cishu)//输一次密码亮一次灯
        0:
            led <= 3'b000;
        1:
            led <= 3'b001;
        2:
            led <= 3'b011;
        3:
            led <= 3'b111;
        default: led<= 3'b000;
        endcase

end

always @(posedge tim)
begin//右侧数码管动态显示
    if(inpw == 4'b0001)
    begin
        inpw <= 4'b0010;
        num <= in1;
    end
    else if(inpw == 4'b0010)
    begin
       inpw <= 4'b0100;
       num <= in2;
    end
    else if(inpw == 4'b0100)
    begin
       inpw <= 4'b1000;
        num <= in3;
    end
    else if(inpw == 4'b1000)
    begin
       inpw <= 4'b0001;
       num <= in0;
    end
    //左侧数码管动态显示
    if(state == 4'b0001)
    state <= 4'b0010;
    else if(state == 4'b0010)
    state <= 4'b0100;
    else if(state <= 4'b0100)
    state <= 4'b1000;
    else if(state <= 4'b1000)
    state <= 4'b0001;
end

always @(posedge enter)
begin
//每按一次确认键，输入次数+1
cishu <= cishu + 1;

if(count == 4'b0000)
cishu <= 0;

if(green)
cishu <= 0;

end
endmodule

 

module xianshi(clk,num,res,out);//将二进制数转化成十进制数显示在数码管上
    input clk;
    input [3:0]num;
    input res;
    output reg [6:0]out;
always @(posedge clk or posedge res)
begin
    if(res)
        out <= 7'b1111110;
    else
    begin
        case(num)
            4'b0000:
                out <= 7'b1111110;
            4'b0001:
                out <= 7'b0110000;
            4'b0010:
                out <= 7'b1101101;
            4'b0011:
                out <= 7'b1111001;
            4'b0100:
                out <= 7'b0110011;
            4'b0101:
                out <= 7'b1011011;
            4'b0110:
                out <= 7'b1011111;
            4'b0111:
                out <= 7'b1110000;
            4'b1000:
                out <= 7'b1111111;
            4'b1001:
                out <= 7'b1111011;
            default:
                out <= 7'b1111110;
        endcase
    end
end
            
        
endmodule

module mo10jishu(clk,res,start,out);//模10计数器进行十进制输入
input clk;
input res;//复位信号
input start;//开始信号
output reg [3:0] out;//输出数字
always @(posedge clk or posedge res)//时钟上升沿或遇到复位信号
begin
    if(res)
        out <= 4'b0000;//置0
    else if(start)
        begin
            if(out == 4'b1001)
                out <= 4'b0000;//9下一个是0
            else
                out <= out + 4'b0001;
        end
end
endmodule

 

效果图：

 

总体代码是在这位学长的基础上修改，增加了功能：

https://blog.csdn.net/Carrot_kexin/article/details/120676663?utm_medium=distribute.wap_relevant.none-task-blog-2~default~baidujs_title~default-8.wap_blog_relevant_default&spm=1001.2101.3001.4242.5

报告写的不是很好，最后扣分了，建议多写一点字写的详细一点。

测试代码是随便写的，这个波形图能不能出来真的随缘了，我是有一个变量波形图没出来就给他截掉了，我和周围的同学这部分都是瞎写的

最后如果有问题可以给我发邮件3174465976@qq.com，尽量回复