基于DSP的密碼鎖設計

甄理　彭森

摘 要：本文基于DSP實驗芯片系統，在TM320LF240X平臺上，完成了密碼鎖電路的設計和硬件實現。首先，論文介紹了本課題的課題背景、DSP的發展歷程及應用。然后，在設計過程中，重點探討了密碼鎖電路的設計思路、和軟件設計。再次，介紹了DSP2407+CPLD開發板的特點和基本使用方法以及實現各模塊的功能仿真。最后，論述GW48型實驗開發系統和FLEX10K10LC84芯片的使用，研究了芯片的布局布線規則，使用實驗開發系統完成電路的下載和驗證。驗證結果表明設計的密碼鎖電路完成了預期的功能。

關鍵詞：密碼鎖設計；TM320LF240X平臺；DSP2407+CPLD開發板

1.引言

數字信號處理（Digital Signal Processing，簡稱DSP）是一門涉及許多學科而又廣泛應用于許多領域的新興學科。20世紀60年代以來，隨著計算機和信息技術的飛速發展，數字信號處理技術應運而生并得到迅速的發展。數字信號處理是一種通過使用數學技巧執行轉換或提取信息，來處理現實信號的方法，這些信號由數字序列表示。在過去的二十多年時間里，數字信號處理已經在通信等領域得到極為廣泛的應用。德州儀器、Freescale等半導體廠商在這一領域擁有很強的實力。 DSP （digital signal processor）是一種獨特的微處理器，是以數字信號來處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號，轉換為0或l的數字信號。再對數字信號進行修改、刪除、強化，并在其他系統芯片中把數字數據解譯回模擬數據或實際環境格式。它不僅具有可編程性，而且其實時運行速度可達每秒數以千萬條復雜指令程序，遠遠超過通用微處理器，是數字化電子世界

2.功能和特點

I2C總線是一種用于IC器件之間連接的雙向二線制總線，所謂總線它上面可以掛多少器件，并且通個兩根線連接，占用空間非常的小，總線的長度可高達25英尺，并 且能夠以10Kbps的最大傳輸速率支持4個組件。它的另一優點是多主控，只要能夠進行接收和發送的設備都可以成為主控制器，當然多個主控不能同一時間工作。

程序功能：

1）開鎖：下載程序后，直接按六次S7（即代表數字1），鎖被打開，輸入密碼時，六位數碼管依次顯示小橫杠。

2）更改密碼：首先按下更改密碼鍵S11，然后設置相應密碼，此時六位數碼管會顯示設置密碼對應的數字。最后設置完六位后，按下S12確認密碼更改，此后新密碼即生效。

3）重試密碼：當輸入密碼時，密碼輸錯后按下鍵S13，可重新輸入六位密碼。當設置密碼時，設置中途想更改密碼，也可按下此鍵重新設置。

4）關閉密碼鎖：按下S14即可將打開的密碼鎖關閉。

3.系統仿真

功能測試，是直接對VHDL、原理圖描述或其他描述形式的邏輯功能進行測試模擬，以了解其實現的功能是否滿足設計要求的過程。仿真波形圖如圖2所示，仿真波形不涉及任何具體器件的硬件特性。不經歷適配階段，在設計項目編輯編譯后即可進入門級仿真器進行模擬測試。直接進行功能仿真的好處是設計耗時短、對硬件庫、綜合器沒有任何要求。

4.結論

根據不同的應用場景，本系統稍作更改可適應多種場合。如果系統用于樓道系統，那么可根據不同用戶設置不同密碼，實現同門不同密。比如：對每個用戶設置身份識別碼，根據不同身份系統將調用不同密碼。如果系統需要經常修改密碼，可在系統密碼設計部分加入Flash Memory 實現動態存儲密碼功能，以實現不同的需求。如果系統用于保險柜，可將報警計數器更改為1次報警增加安全系數。

參考文獻

[1] 清源科技 . TMS320C54x DSP硬件開發教程[M] . 北京： 機械工業出版社，2003

[2] 張雄偉. DSP 芯片的原理與開發應用[M]. 北京：電子工業出版社，2000.

[3] 江思敏. TMS320C54x DSP的應用程序設計教程[M]. 北京：機械工業出版社，2003

[4] 潘志浪. 基于FPGA的DDS信號源的設計[D].武漢：武漢理工大學，2007

作者簡介

甄理（1994-），邵陽學院信息工程系電子科學與技術專業學生。

通訊作者

彭森（1983-），邵陽學院信息工程系教師。