基于DSP的密码锁设计

甄理　彭森

摘 要：本文基于DSP实验芯片系统，在TM320LF240X平台上，完成了密码锁电路的设计和硬件实现。首先，论文介绍了本课题的课题背景、DSP的发展历程及应用。然后，在设计过程中，重点探讨了密码锁电路的设计思路、和软件设计。再次，介绍了DSP2407+CPLD开发板的特点和基本使用方法以及实现各模块的功能仿真。最后，论述GW48型实验开发系统和FLEX10K10LC84芯片的使用，研究了芯片的布局布线规则，使用实验开发系统完成电路的下载和验证。验证结果表明设计的密码锁电路完成了预期的功能。

关键词：密码锁设计；TM320LF240X平台；DSP2407+CPLD开发板

1.引言

数字信号处理（Digital Signal Processing，简称DSP）是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。数字信号处理是一种通过使用数学技巧执行转换或提取信息，来处理现实信号的方法，这些信号由数字序列表示。在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。德州仪器、Freescale等半导体厂商在这一领域拥有很强的实力。 DSP （digital signal processor）是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是接收模拟信号，转换为0或l的数字信号。再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，是数字化电子世界

2.功能和特点

I2C总线是一种用于IC器件之间连接的双向二线制总线，所谓总线它上面可以挂多少器件，并且通个两根线连接，占用空间非常的小，总线的长度可高达25英尺，并 且能够以10Kbps的最大传输速率支持4个组件。它的另一优点是多主控，只要能够进行接收和发送的设备都可以成为主控制器，当然多个主控不能同一时间工作。

程序功能：

1）开锁：下载程序后，直接按六次S7（即代表数字1），锁被打开，输入密码时，六位数码管依次显示小横杠。

2）更改密码：首先按下更改密码键S11，然后设置相应密码，此时六位数码管会显示设置密码对应的数字。最后设置完六位后，按下S12确认密码更改，此后新密码即生效。

3）重试密码：当输入密码时，密码输错后按下键S13，可重新输入六位密码。当设置密码时，设置中途想更改密码，也可按下此键重新设置。

4）关闭密码锁：按下S14即可将打开的密码锁关闭。

3.系统仿真

功能测试，是直接对VHDL、原理图描述或其他描述形式的逻辑功能进行测试模拟，以了解其实现的功能是否满足设计要求的过程。仿真波形图如图2所示，仿真波形不涉及任何具体器件的硬件特性。不经历适配阶段，在设计项目编辑编译后即可进入门级仿真器进行模拟测试。直接进行功能仿真的好处是设计耗时短、对硬件库、综合器没有任何要求。

4.结论

根据不同的应用场景，本系统稍作更改可适应多种场合。如果系统用于楼道系统，那么可根据不同用户设置不同密码，实现同门不同密。比如：对每个用户设置身份识别码，根据不同身份系统将调用不同密码。如果系统需要经常修改密码，可在系统密码设计部分加入Flash Memory 实现动态存储密码功能，以实现不同的需求。如果系统用于保险柜，可将报警计数器更改为1次报警增加安全系数。

参考文献

[1] 清源科技 . TMS320C54x DSP硬件开发教程[M] . 北京： 机械工业出版社，2003

[2] 张雄伟. DSP 芯片的原理与开发应用[M]. 北京：电子工业出版社，2000.

[3] 江思敏. TMS320C54x DSP的应用程序设计教程[M]. 北京：机械工业出版社，2003

[4] 潘志浪. 基于FPGA的DDS信号源的设计[D].武汉：武汉理工大学，2007

作者简介

甄理（1994-），邵阳学院信息工程系电子科学与技术专业学生。

通讯作者

彭森（1983-），邵阳学院信息工程系教师。