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目录
一.密码箱的功能和安全性
显示：
输入部分：
确认键：
复位键：
输出部分：
二.verilog代码
三.消抖模块
四.管脚分配
一.密码箱的功能和安全性
下面介绍本博客实现的密码箱的显示、输入和输出构架：
显示：
FPGA开发版上右数码管常亮，显示你还有几次尝试机会。
代码中人为规定了尝试机会为3次。
每错一次，右数码管上显示的数字都会减少1。
如果三次尝试都失败了，密码箱会被锁死。
输入部分：
四位二进制密码：四个拨码开关的调节。
确认键：
四位二进制密码输入完成后，按确认键；
FPGA会通过亮灯形式通知你输入的密码是否正确；
如果正确，FPGA开发板上的绿灯亮起，右数码管上的数字编程一条横线；
如果错误，FPGA开发板上的红灯亮起，右数码管伤的数字减一；
如果连续三次尝试错误，FPGA开发板上红灯绿灯同时亮起，密码箱锁死。
复位键：
主要是为了解决密码箱锁死之后还想继续测试的情况。
当密码箱锁死之后，按下复位键，程序会将所有数据重置，开发板（密码箱）回到初始状态。
确认键和复位键都通过按键开关来实现。
输出部分：
如上描述，输出部分包括右数码管的数字显示、红灯和绿灯的两个指示灯。
二.verilog代码
module password(clk,rst,key_confirm,key_set,sw_password,led,sega);
input clk; //时钟
input rst; //重置
input key_confirm; //复位键
input key_set; //修改密码
input [3:0] sw_password; //四位二进制密码
output [1:0] led; //是否解锁指示灯
output [8:0] sega; //右数码管
output [8:0] segb; //左数码管
reg password =4'b0000; //初始密码
reg [1:0] sgn; //两位指示灯信号，对应两路指示灯
reg [8:0] seg[3:0]; //9位宽信号，用来储存数码管数字显示器
reg [8:0] seg_data[1:0]; //数码管显示信号寄存器
reg [1:0] cnt; //计数器，泳衣统计错误次数
reg lock; //程序锁，用于结束程序
wire confirm_dbs; //消抖后确认脉冲
initial begin //初始化
seg[0]<=9'h3f; //数码管显示数字0
seg[1]<=9'h06; //数字1
seg[2]<=9'h5b; //数字2
seg[3]<=9'h4f; //数字3
seg_data[0]<=9'h3f; //右初始数字显示数字0
cnt<=2'b11; //计数器初始值3
end
always @ (posedge clk or negedge rst) //时钟边沿触发或复位按键触发
begin
if(!rst) //复位
begin
sgn<=2'b11; //亮灯均火
seg_data[0]<=seg[3]; //右显示数字3
cnt<=2'b11; //计数器复位到3
lock<=2'b11; //程序锁默认状态1（正常）
end
else if (confirm_dbs && lock) //按下确认键，此处用的消抖后的脉冲信号，\
//若程序已锁则不执行
begin
if(sw_password == password) //密码正确
begin
sgn<=2'b10; //绿灯亮
seg_data[0]<=9'h40;
seg_data[1]<=9'h40; //密码输入正确后两根数码管显示两根横线
lock=2'b10; //程序锁进入状态2（可调密码）
end
else if(cnt==2'b11)
begin
sgn<=2'b01; //红灯亮
seg_data[0]<=seg[2]; //数码管显示数字2
cnt<=2'b10; //计数器移至2
end
else if(cnt==2'b10)
begin
sgn<=2'b01; //红灯亮
seg_data[0]<=seg[1]; //数码管显示数字1
cnt<=2'b01; //计数器移至1
end
else if(cnt==2'b01)
begin
sgn<=2'b00; //绿灯和红灯同时亮
seg_data[0]<=seg[0]; //数码管显示数字0
lock=0; //程序锁进入状态0（锁死）
end
end
end
assign led=sgn; //绿灯代表密码正确，红灯代表密码错误
assign sega=seg_data[0]; //右数码管随输入信号变化改变数值
debounce key_confirm_dbs //消抖模块，用以消抖确认键
(
.clk(clk),
.rst(rst),
.key(key_confirm),
.key_pulse(confirm_dbs));
endmodule
三.消抖模块
module debounce (clk,rst,key,key_pulse);
parameter N = 1; //要消除的按键的数量
input clk;
input rst;
input [N-1:0] key; //输入的按键
output [N-1:0] key_pulse; //按键动作产生的脉冲
reg [N-1:0] key_rst_pre; //定义一个寄存器型变量存储上一个触发时的按键值
reg [N-1:0] key_rst; //定义一个寄存器变量储存储当前时刻触发的按键值
wire [N-1:0] key_edge; //检测到按键由高到低变化是产生一个高脉冲
//利用非阻塞赋值特点，将两个时钟触发时按键状态存储在两个寄存器变量中
always @(posedge clk or negedge rst)
begin
if (!rst) begin
key_rst <= {N{1'b1}}; //初始化时给key_rst赋值全为1，{}中表示N个1
key_rst_pre <= {N{1'b1}};
end
else begin
key_rst <= key;
//第一个时钟上升沿触发之后key的值赋给key_rst,
//同时key_rst的值赋给key_rst_pre
key_rst_pre <= key_rst;
//非阻塞赋值。相当于经过两个时钟触发，
//key_rst存储的是当前时刻key的值，
//key_rst_pre存储的是前一个时钟的key的值
end
end
assign key_edge = key_rst_pre & (~key_rst);
//脉冲边沿检测。当key检测到下降沿时，
//key_edge产生一个时钟周期的高电平
reg [17:0] cnt;
//产生延时所用的计数器，系统时钟12MHz，
//要延时20ms左右时间，至少需要18位计数器
//产生20ms延时，当检测到key_edge有效是计数器清零开始计数
always @(posedge clk or negedge rst)
begin
if(!rst)
cnt <= 18'h0;
else if(key_edge)
cnt <= 18'h0;
else
cnt <= cnt + 1'h1;
end
reg [N-1:0] key_sec_pre; //延时后检测电平寄存器变量
reg [N-1:0] key_sec;
//延时后检测key，如果按键状态变低产生一个时钟的高脉冲。
//如果按键状态是高的话说明按键无效
always @(posedge clk or negedge rst)
begin
if (!rst)
key_sec <= {N{1'b1}};
else if (cnt==18'h3ffff)
key_sec <= key;
end
always @(posedge clk or negedge rst)
begin
if (!rst)
key_sec_pre <= {N{1'b1}};
else
key_sec_pre <= key_sec;
end
assign key_pulse = key_sec_pre & (~key_sec);
endmodule四.管脚分配
