CERRADURA DIGITAL PROGRAMABLE

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CERRADURA DIGITAL PROGRAMABLE

• AUTORES
• HÉCTOR CEREZO COSTAS
• DIEGO GONZÁLEZ MÉNDEZ

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ÍNDICE

• Especificaciones.
• Funcionamiento y manejo por parte de un usuario
  no experto.
• Diagrama de operaciones.
• Diagrama de bloques
• Esquemático de nivel superior.
• Descripción del diseño.
• Elementos diseñados en VHDL.
• Testbench y simulaciones.
• Estimación de recursos.
• Consideraciones finales.

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ESPECIFICACIONES

• Cerradura digital con clave de 4 dígitos.
• Cerradura conectada a un teclado matricial
• -Con números de 0 a 9.
• -Un botón para programar la clave.
• -Un led rojo que se activa al pulsar el
  botón de programar.
• -Un led verde que se activa mientras la
  cerradura está abierta.

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ESPECIFICACIONES(2)

• El código de 8 bits en el que se codifica la
  tecla pulsada es el siguiente

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FUNCIONAMIENTO

• Para abrir la cerradura hay que introducir una
  clave de 4 dígitos programada con anterioridad.
• Para programar la clave hay que
• Pulsar el botón de programar en el teclado.
• Introducir la clave antigua.
• (En ese momento se activará el led rojo que
  indica que estamos programando).

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FUNCIONAMIENTO(2)

• Una vez que la puerta se haya cerrado
  introducimos los cuatro dígitos de la nueva
  clave.
• (El led rojo se desactiva indicando que se acabó
  la programación de clave).

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DIAGRAMA DE OPERACIONES
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DIAGRAMA DE BLOQUES
UNIDAD
Circuito
OPERATIVA
Control
Puerta
TECLADO
MATRICIAL
Circuito
Acoplamiento
UNIDAD
Led
CONTROL
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(No Transcript)
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Esquemático nivel superior(2)
-Bloque de 2 registros de 8 bits1comparador. (E
ste bloque se repite 4 veces)
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Esquemático nivel superior(3)
-Bloque del circuito de control de la cerradura
digital
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Esquemático nivel superior(4)
-Bloque Temporizador
-Formación de señales t_dato y t_clave
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Esquemático nivel superior(5)
Esquemático total del circuito
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DESCRIPCIÓN DEL DISEÑO

• Unidad operativa.
• Unidad de control.
• Sistema completo.

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UNIDAD OPERATIVA

• Componentes
• 8 registros de 8 bits.(4 para guardar la clave y
  4 para guardar la combinación pulsada).
• 4 comparadores con 2 entradas de 8 bits.
• 1 temporizador(pensado para temporizar 10 s).
• 2 puertas and de 2 entradas.
• 1 puerta and de 5 entradas.

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UNIDAD OPERATIVA(2)

• Información se introduce en los registros cada
  vez que se activa nuevo_dato.
• La salida de los registros está unida a la
  entrada de datos de los registros
  siguientes.(Cada vez que se produce la entrada de
  un dato en el primer registro se desplaza el
  contenido de los tres primeros registros a los
  adyacentes).
• La introducción de información se hará en los
  registros de clave o dato en función de la señal
  program.

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UNIDAD OPERATIVA (3)

• Cuando se activa la señal nueva_combinación se
  desinhibe la salida de los comparadores.
• Se compara los contenidos de los registros de
  clave y de la combinación pulsada por el usuario
  y en caso de que sean iguales se activa la señal
  de inicia del temporizador.
• Al activarse la señal de inicia se activa la
  señal de apertura del temporizador.

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UNIDAD OPERATIVA(4)

• Al finalizar la temporización se activa la señal
  de termina,se desactiva la señal de apertura y se
  resetea el temporizador.
• La señal termina permanece activa solo un ciclo
  de reloj mientras que la señal apertura permanece
  activa durante la temporización.

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UNIDAD DE CONTROL

• Entradas
• Reset (asíncrona).
• Clk (señal de reloj).
• Pulsador_dato (se activa cada vez que usuario
  pulsa una tecla).
• Pulsador_program (se activa cuando usuario pulsa
  el botón de program).

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UNIDAD DE CONTROL(2)

• Acierto_combinación (activa cuando las salidas de
  los 4 comparadores es 1 y nueva_combinación está
  activa).
• Apertura(activa mientras está abierta la
  puerta).

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UNIDAD DE CONTROL(3)

• Salidas(todas síncronas)
• Nuevo_dato se activa durante un ciclo de reloj
• Nueva_combinación se activa durante un ciclo de
  reloj
• Program se activa cuando el usuario ha pulsado
  el botón de programar y acierta la combinación
  antigua y se desactiva una vez programada la
  nueva clave.

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UNIDAD DE CONTROL(4)
Símbolo esquemático
Código en Vhdl
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GRAFO DE ESTADOS.
E0
PULSADOR_DATO
E1
NUEVO_DATO1
E2
NUEVO_DATO0
PULSADOR_DATO
E3
NUEVO_DATO1
E4
NUEVO_DATO0
PULSADOR_DATO
E5
NUEVO_DATO1
E6
NUEVO_DATO0
ACIERTO_COMBINACION0
PULSADOR_DATO
E7
NUEVO_DATO1
E8
NUEVO_DATO0
APERTURA 0
PROGRAM0
PROGRAM1
E9
E10
PROGRAM0
NUEVA_COMBINACION
ACIERTO_COMBINACION1
E11
PULSADOR_PROGRAM1
PULSADOR_PROGRAM1
E12
E13
PROGRAM1
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SISTEMA COMPLETO

• Está formado por la interconexión de las unidades
  operativa y de control. A estas irían conectados
  el teclado, el circuito de control de puerta y el
  de activación de led.

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ELEMENTOS DISEÑADOS EN VHDL.

• Comparador de 8 bits.
• Registro de 8 bits.
• Temporizador.

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TESTBENCH Y SIMULACIONES

• Unidad de control.
• Testbench.
• Simulación.
• Sistema completo.
• Testbench.
• Simulación.

• Unidad operativa.
• Comparador.
• Testbench.
• Simulación.
• Registro.
• Testbench.
• Simulación.
• Temporizador.
• Testbench.
• Simulación.

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ESTIMACIÓN DE RECURSOS.

• Se ha utilizado el PLD XC95108-7-PC84 de la
  familia Xilinx.
• Usamos 83 de las 108 macroceldas (77).
• Registros usados de 1 bit 81 de 108 (75).
• Pins usados 14 de 69 (21).
• Bloques funcionales usados 176 de 216 (82).

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CONCLUSIONES FINALES

• Se hace un uso bastante completo de los recursos
  del PLD.
• Frecuencia de trabajo de 51,28 Mhz.
• El led verde irá conectado a la señal de
  apertura.
• El led rojo irá conectado a señal program.