實驗9：密碼鎖

• （1）熟悉和掌握FPGA開發流程和Lattice Diamond軟件使用方法；
• （2）通過實驗理解和掌握密碼鎖原理；
• （3）學習用Verilog HDL行為級描述方法描述密碼鎖電路。

設計4位二進制密碼鎖，要求如下：
4位密碼輸入代碼分別為Q、U、N、B，開箱時，鑰匙插入鑰匙孔右旋使D＝1，如果輸入密碼（如：QUNB＝0101）與設置的代碼相同，則保險箱被打開，即輸出端G＝1，否則箱體發出報警。

根據任務要求可知，只有當D=1,且輸入密碼=0101時，輸出G=1,報警器W=0。其他情況下D=1，輸出G=0,報警器W=1。若D=0, 輸出G=0,報警器W=0。密碼鎖真值表如下：

4位密碼鎖程序清單codedlock.v
<code verilog> module codedlock

  (
    input wire q,u,n,b,           //四位開關作為密碼輸入
    input wire d,				  //一位按鍵作為開鎖使能信號
    output wire led1,    	      //保險箱打開信號對應的led輸出
    output wire led2			  //報警信號對應的led輸出
  );
wire  [3:0]   code;			  //四位變量存儲密碼
reg			  open;			  //保險箱開箱信號
reg			  alarm;          //報警信號
assign		code = {q,u,n,b};
 always@(d or code)
if(d == 1'b1)             //使能，開始判斷密碼
	begin
		if(code == 4'b0101)   
			begin
				open = 1'b1;  //開鎖
				alarm = 1'b0; //沒報警
			end
		else
			begin
				open = 1'b0;  
				alarm = 1'b1;
			end
	end
  else
	begin
		open = 1'b0;
	end
 assign  led1 = ~open;		//led亮表示密碼鎖沒開
 assign	led2 = ~alarm;		//led亮代表發出報警信號
endmodule
</code>

1. 打開Lattice Diamond，建立工程。
2. 新建Verilog HDL設計文件，并鍵入設計代碼。
3. 綜合并分配管腳，將輸入信號d,q,u,n,b分配至撥碼開關，將輸出信號led1,led2分配至板卡上的LED。d/L14,q/M7,u/M8,n/M9,b/M10,led1/N13,led2/M12
4. 構建并輸出編程文件，燒寫至FPGA的Flash之中。
5. 觀察輸出結果。開發板按鍵開關低電平有效，所以d的常態是1，表示插入鑰匙旋轉。此時，我們可以通過改變撥碼開關，觀察兩燈的變化。只有當撥碼開關撥至0101時，led1亮，led2滅，表示輸出有效，不報警。其他撥碼狀態代表輸入密碼錯誤，led1滅，led2亮，輸出無效，報警。若按下d所連接的按鍵開關L14使d=0,表示未插入鑰匙，此時無論輸入何密碼，輸出和報警都會無效，兩個led 燈均不會亮。以上過程，達到了密碼鎖的功能。