CN203632687U - 用于通信加密的切换电路 - Google Patents
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Abstract
用于通信加密的切换电路，涉及一种通信加密的切换电路。本实用新型为了解决现有的多混沌吸引子切换软件系统存在无法实现不同混沌系统吸引子的快速分时切换的问题，进而提供了一种用于通信加密的切换电路。软键盘的输出端连接单片机的数据总线P1口，单片机的控制字符信号输出端连接FPGA的控制字符信号输入端，FPGA的混沌信号两路输出端分别连接第一路数模转换器的数据信号输入端、第二路数模转换器的数据信号输入端，第一路数模转换器和第二路数模转换器的输出端输出的信号均为电压信号；单片机的当前混沌系统信息输出端连接液晶显示器,USB下载芯片与单片机的程序下载接口连接；FPGA上接有ASP下载接口和JTAG下载接口。本实用新型用于通信加密中。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种通信加密的切换电路。
背景技术
目前，在通信加密领域中，通常采用多混沌吸引子切换系统，因其系统随机性强，可产生更加时变、多样和复杂的混沌信号，提高其应用的效果。但现有的切换系统输出的加密信号（混沌信号）变换不灵活，抗破译能力不强，而且无法实现不同混沌系统吸引子的快速分时切换的问题。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有的多混沌吸引子切换软件系统存在无法实现不同混沌系统吸引子的快速分时切换的问题，进而提供了一种用于通信加密的切换电路。
本实用新型为解决上述技术问题采取的技术方案是：
一种用于通信加密的切换电路，所述电路包括电源电路、单片机、USB下载芯片、软键盘、FPGA、ASP下载接口、JTAG下载接口、液晶显示器、第一路数模转换器（DAC1）、第二路数模转换器（DAC2）；电源电路用于为单片机和FPGA供电，电源电路的3.3伏输出端连接单片机的电源输入端，电源电路的3.3伏输出端、2.5伏输出端、1.2伏输出端分别连接FPGA的各个相应的电源输入端；软键盘的输出端连接单片机的数据总线P1口，单片机的控制字符信号输出端连接FPGA的控制字符信号输入端，FPGA的混沌信号两路输出端分别连接第一路数模转换器（DAC1）的数据信号输入端、第二路数模转换器（DAC2）的数据信号输入端，第一路数模转换器（DAC1）和第二路数模转换器（DAC2）的输出端输出的信号均为电压信号；单片机的当前混沌系统信息输出端（数据总线PO口）连接液晶显示器,USB下载芯片与单片机的程序下载接口连接；FPGA上接有ASP下载接口和JTAG下载接口。
本实用新型的有益效果是：
本发明利用单片机控制FPGA实现了不同混沌系统吸引子的产生和快速分时切换，即采用数字电路，在一个电路系统中实现多个混沌系统，并可实现不同的混沌系统间及系统的不同变量之间的随机和快速分时切换，增加了混沌信号的多样性、时变性、选择性和灵活性。不同的混沌系统切换相比改变某个参数或变量的混沌子系统切换所形成的整体混沌信号具有差异性大的特点。因此，也增加了混沌信号的复杂性。
本发明从多个混沌系统切换的角度出发，实现了任意时刻、快速的多混沌吸引子的分时切换系统，增强了加密效果和抗破译能力。通过实验验证，本发明不仅可以实现同一混沌系统相平面之间的混沌吸引子切换，而且还可以实现多个混沌系统吸引子之间的快速分时切换。从而可为混沌加密提供更具有时变性、多样性和复杂性的混沌信号。本发明具有加密效果好、抗破译能力强等优点，完全适用于通信加密。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构框图（多混沌吸引子切换系统框图）；图2是本实用新型中的数模转换器的DAC904E芯片外围电路图；图3是本实用新型中的数模转换器的OPA690芯片外围电路图，与图2中的DAC904E芯片外围电路图连接在一起形成数模转换器；图4是本实用新型中的3.3伏电源电路的电路图。
具体实施方式
具体实施方式一：如图1～4所示，本实施方式所述的用于通信加密的切换电路包括电源电路、单片机、USB下载芯片、软键盘、FPGA、ASP下载接口、JTAG下载接口、液晶显示器、第一路数模转换器（DAC1）、第二路数模转换器（DAC2）；电源电路用于为单片机和FPGA供电，电源电路的3.3伏输出端连接单片机的电源输入端，电源电路的3.3伏输出端、2.5伏输出端、1.2伏输出端分别连接FPGA的各个相应的电源输入端；软键盘的输出端连接单片机的数据总线P1口，单片机的控制字符信号输出端连接FPGA的控制字符信号输入端，FPGA的混沌信号两路输出端分别连接第一路数模转换器（DAC1）的数据信号输入端、第二路数模转换器（DAC2）的数据信号输入端，第一路数模转换器（DAC1）和第二路数模转换器（DAC2）的输出端输出的信号均为电压信号；单片机的当前混沌系统信息输出端（数据总线PO口）连接液晶显示器,USB下载芯片与单片机的程序下载接口连接；FPGA上接有ASP下载接口和JTAG下载接口。
具体实施方式二：如图1～4所示，本实施方式所述第一路数模转换器（DAC1）和第二路数模转换器（DAC2）结构相同，第一路数模转换器（DAC1）由14位DAC904E芯片和运放电路构成，所述运放电路包括OPA690芯片、反馈电阻R30、电压信号输出口（OUT1）、接地电阻R34和接地电阻R35，OPA690芯片的+IN引脚连接DAC904E芯片的IOUT-引脚，OPA690芯片的-IN引脚连接DAC904E芯片的IOUT+引脚，电压信号输出口（OUT1）连接OPA690芯片的OUT引脚，反馈电阻R30的一端连接OPA690芯片的-IN引脚，反馈电阻R30的另一端连接OPA690芯片的OUT引脚；接地电阻R34的一端连接DAC904E芯片的IOUT-引脚，另一端接地；接地电阻R35的一端连接DAC904E芯片的IOUT+引脚，另一端接地。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：如图1～4所示，本实施方式中，单片机的P43引脚连接FPGA的IO103引脚,单片机的P32引脚连接FPGA的IO101引脚,单片机的P33引脚连接FPGA的IO100引脚,单片机的P34引脚连接FPGA的IO99引脚,单片机的P35引脚连接FPGA的IO98引脚。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：如图1～4所示，本实施方式中，USB下载芯片的RXD引脚连接单片机的TXD/P31引脚,USB下载芯片的TXD引脚连接单片机的RXD/P30引脚。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二或三相同。
上述实施方式中的D/A转换模块（第一路数模转换器DAC1和第二路数模转换器DAC2）采用的是TI公司的数模转换芯片DAC904E和差分运算放大器OPA690。由于DAC904E输出的是差分电流，所以需要运算放大器将电流转换为电压输出。DAC904E是14位的D/A转换芯片，转换速度快，精度高。用OPA690对DAC904E的输出电流进行差分放大，输出正负可调的电压值，即可完成数模转换功能。
上述实施方式中选择的FPGA是Cyclone系列，型号为EP3C25E144C8。该器件核电压为1.2V，共有逻辑单元22320个，用户I/O接口80个，存储位608256个，132个9位的嵌入式乘法器，锁相环4个，全局时钟10个。采用JTAG接口或ASP接口模式下载，外接50MHz晶振，片外接有16Mbit专用存储芯片。
单片机选择高速、低功耗和超强抗干扰的STC89LE52RC，指令代码完全兼容传统的8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择。为了实现不同混沌系统之间的切换，由单片机提供控制字，完成单片机与FPGA之间的通信。
液晶模块设计采用LCD5110，是NOKIA公司生产的可用于移动电话的液晶显示模块，也可广泛应用于各类便携式设备的显示系统。
上述实施方式不应视为对本发明的限制，但任何基于本发明的构思所作的改进，都应在本发明的保护范围之内。
以上的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围。
Claims (4)
1.一种用于通信加密的切换电路，其特征在于：所述电路包括电源电路、单片机、USB下载芯片、软键盘、FPGA、ASP下载接口、JTAG下载接口、液晶显示器、第一路数模转换器、第二路数模转换器；电源电路用于为单片机和FPGA供电，电源电路的3.3伏输出端连接单片机的电源输入端，电源电路的3.3伏输出端、2.5伏输出端、1.2伏输出端分别连接FPGA的各个相应的电源输入端；软键盘的输出端连接单片机的数据总线P1口，单片机的控制字符信号输出端连接FPGA的控制字符信号输入端，FPGA的混沌信号两路输出端分别连接第一路数模转换器的数据信号输入端、第二路数模转换器的数据信号输入端，第一路数模转换器和第二路数模转换器的输出端输出的信号均为电压信号；单片机的当前混沌系统信息输出端连接液晶显示器,USB下载芯片与单片机的程序下载接口连接；FPGA上接有ASP下载接口和JTAG下载接口。
2.根据权利要求1所述的一种用于通信加密的切换电路，其特征在于：所述第一路数模转换器和第二路数模转换器结构相同，第一路数模转换器由14位DAC904E芯片和运放电路构成，所述运放电路包括OPA690芯片、反馈电阻R30、电压信号输出口、接地电阻R34和接地电阻R35，OPA690芯片的+IN引脚连接DAC904E芯片的IOUT-引脚，OPA690芯片的-IN引脚连接DAC904E芯片的IOUT+引脚，电压信号输出口连接OPA690芯片的OUT引脚，反馈电阻R30的一端连接OPA690芯片的-IN引脚，反馈电阻R30的另一端连接OPA690芯片的OUT引脚；接地电阻R34的一端连接DAC904E芯片的IOUT-引脚，另一端接地；接地电阻R35的一端连接DAC904E芯片的IOUT+引脚，另一端接地。
3.根据权利要求2所述的一种用于通信加密的切换电路，其特征在于：所述FPGA是Cyclone系列，型号为EP3C25E144C8；所述单片机的型号为STC89LE52RC；单片机的P43引脚连接FPGA的IO103引脚,单片机的P32引脚连接FPGA的IO101引脚,单片机的P33引脚连接FPGA的IO100引脚,单片机的P34引脚连接FPGA的IO99引脚,单片机的P35引脚连接FPGA的IO98引脚。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种用于通信加密的切换电路，其特征在于：USB下载芯片的RXD引脚连接单片机的TXD/P31引脚,USB下载芯片的TXD引脚连接单片机的RXD/P30引脚。
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| CN110334534A (zh) * | 2019-07-10 | 2019-10-15 | 高俊 | 一种用于数据加解密传输的数据板 |
| CN114268486A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-04-01 | 科华数据股份有限公司 | 一种串口加密电路及其加密方法、通讯管理机及通讯系统 |
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