Модуль управления кодовым замком. Схема, описание

Бесплатная техническая библиотека

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
Бесплатная библиотека / Схемы радиоэлектронных и электротехнических устройств

Модуль управления кодовым замком. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатная техническая библиотека

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Дом, приусадебное хозяйство, хобби

Комментарии к статье

Применение современной элементной базы, в частности микроконтроллеров, позволяет уменьшить массу и габариты электронных устройств, увеличить число выполняемых ими функций. В предлагаемой статье рассказано о модуле кодового замка, выполненном с использованием РIС-контроллера.

Устройство предназначено для применения в качестве узла секретности (электронной замковой "личинки") в кодовых замках, системах управления сигнализацией или иных устройствах, доступ к использованию которых необходимо ограничить полностью или в отдельных режимах.

Модуль обеспечивает появление высокого логического уровня на своем выходе при наборе с клавиатуры семизначного десятичного числа - кода. При повторном его наборе на выходе возникает низкий уровень. В составе модуля - два независимых друг от друга канала, каждый из них управляет одним выходом. Коды доступа в канал могут быть заданы (модифицированы) пользователем в специальном режиме предустановки. В него канал переходит при наборе с клавиатуры семизначного кода предустановки (каждый канал имеет свой код). Из этого режима можно модифицировать как код доступа, так и сам код предустановки. Все коды обоих каналов сохраняются в электрически программируемой памяти данных (ЕЕРROM) модуля, которая доступна для записи программно.

Схема модуля показана на рис. 1. Его основа - микроконтроллер PIC16F84 фирмы MICROCHIP, что обеспечивает малое энергопотребление и минимальные затраты [1]. Все функции реализованы программно. Выводы порта В микроконтроллера DD1 (RBO- RB6) используются для подключения стандартной 12-кнопочной клавиатуры. RB0-RB3 запрограммированы на ввод данных, a RB4-RB6 - на вывод. Вывод RB7, запрограммированный как выход, применяется для подачи звуковых сигналов.

(нажмите для увеличения)

При каждом нажатии на любую клавишу, которое обнаруживается и оценивается программой как "истинное", на выводе 13 DD1 появляется пачка из 124 импульсов с периодом между ними около 4 мс. Звучит короткий звуковой сигнал. При удерживании клавиши пачки следуют друг за другом без пауз (постоянный сигнал). При наборе правильного кода (доступа или предустановки) на этом выводе появляются 1240 таких импульсов (звуковой сигнал длительностью около 5 с).

На элементах R5, R6, С4, VD1 выполнен узел внешнего сброса микроконтроллера при включении питания. Выводы порта А микроконтроллера RAO- RA4 запрограммированы как выходы. RAO является флагом разрешения режима предустановки для обоих каналов. Установка этого флага (разрешение режима предустановки) индицируется свечением светодиода HL1. Флаг устанавливается при нажатии на кнопку "*" клавиатуры, а сбрасывается при нажатии на кнопку "#" или по окончании модификации кодов в режиме предустановки в любом канале или в момент системного сброса (при отключении-включении питания).

RA1 и RA2 - флаги режимов предустановки каналов 1 и 2. Каждый из них устанавливается при наборе соответствующего кода предустановки, а сбрасывается при нажатии на кнопку "#" или по окончании модификации кодов в режиме предустановки в соответствующем канале или при системном сбросе. Установка каждого из этих флагов индицируется свечением соответствующего светодиода HL2, HL3. Модификация кодов в выбранном канале возможна только в том случае, если установлены флаг режима предустановки этого канала и флаг разрешения режима предустановки.

RA3 и RA4 - выходы каналов 1 и 2 соответственно. На каждом из них возникает высокий уровень во время набора соответствующего кода доступа, а сбрасывается при повторном наборе этого кода или системном сбросе. RA3 имеет ТТЛ-уровни, a RA4 - выход с открытым стоком. К выходам каналов подключают исполнительные устройства.

Из сказанного следует, что модуль фактически является четырехканаль-ным: кроме двух "полных" каналов, устанавливаемых и сбрасываемых только набором кодов доступа, имеются еще два "неполных" канала (RA1 и RA2). Их устанавливают набором кодов предустановки, а сбрасывают нажатием на кнопку "#", т. е. они ограничивают доступ только к включению исполнительных устройств, но не к их выключению. Во избежание ошибочной модификации кодов в EEPROM. при использовании "неполных" каналов следует следить, чтобы флаг разрешения режима предустановки был сброшен.

Упрощенная блок-схема алгоритма работы программы показана на рис. 2. После включения питания происходит системный сброс, обнуление всех флагов и выходов порта А. Далее программа начинает опрашивать клавиатуру. При обнаружении нажатой клавиши опрос приостанавливается, пока клавиша не будет отпущена. Защита от дребезга контактов клавиш реализована программно. Набираемый код накапливается в регистровом ОЗУ микроконтроллера.

(нажмите для увеличения)

После ввода седьмой цифры набранный код сравнивается с кодом предустановки канала 1. В случае несовпадения - сравнивается с кодом предустановки канала 2. Когда набранный код совпадает с одним из этих кодов, программа устанавливает соответствующий флаг режима предустановки и сбрасывает набранный код. Если же не совпадает, он сравнивается последовательно с кодами доступа каналов 1 и 2. Если и с ними набранный код не совпадает, он сбрасывается.

Следом за вводом с клавиатуры каждой цифры программа проверяет, установлен ли флаг разрешения режима предустановки. Убедившись, что это произошло, программа последовательно уточняет, установлены ли флаги режима предустановки каналов 1 и 2. Если хотя бы один из них установлен, произойдет переход в режим предустановки. В результате каждого нажатия на клавиши "0"-"9" в этом режиме производится запись в ячейку EEPROM кода соответствующей цифры, "стирая" находившийся там ранее код. После ввода четырнадцати цифр (семи цифр кода доступа и семи - кода предустановки) автоматически осуществляется выход из режима предустановки (сброс всех флагов).

Выйти из режима предустановки можно также путем набора любого количества цифр (меньше четырнадцати), например, когда требуется модифицировать только код доступа. Для этого надо нажать на кнопку "'#" после набора семи цифр.

Программа была подготовлена в среде MPLAB [2]. При программировании кристалла следует установить OSC=XT, WDT=Off, PWRTE=On, CP=Off, а в EEPROM данных записать код 00h no всем адресам.

Для питания модуля можно использовать источник постоянного напряжения +7,5...+15 В. Ток потребления микроконтроллера DD1 от интегрального стабилизатора DA1 при погашенных светодиодах HL1- HL3 составляет около 1 мА. Кварцевый резонатор ZQ1 можно применить любой на частоту 2...4 МГц (можно заменить RC-цепью), однако следует учитывать, что от частоты тактового генератора зависит тональность звуковых сигналов на выводе 13 DD1. Пьезоизлучатель НА1 - ЗП-3.

Для согласования логических уровней на выходе канала 2 (вывод 3 DD1) с исполнительным устройством нижний по схеме вывод резистора R12 отключают от стабилизатора и подключают к плюсовому выводу источника питания исполнительного устройства.

Конструктивное исполнение модуля должно быть таким, чтобы исключить доступ извне к цепям его выходов.

Устройство не требует наладки, однако перед началом эксплуатации пользователю необходимо ввести в память обоих каналов свои собственные коды. Это делают следующим образом. После первого включения питания нужно семь раз нажать на кнопку "0". Должен загореться светодиод HL2 и прозвучать длинный звуковой сигнал. Затем нажимают на кнопку "*". Теперь должен загореться светодиод HL1. Следующая операция - пользователь с клавиатуры вводит четырнадцать цифр, первые семь из которых будут кодом доступа канала 1, а остальные - кодом предустановки этого канала.

Когда будут набраны четырнадцать цифр, светодиоды HL1, HL2 погаснут. Повторно нажав семь раз на кнопку "0" (должен загореться светодиод HL3 и прозвучать длинный звуковой сигнал), а затем на кнопку "*" (должен загореться светодиод HL1), пользователь вводит еще четырнадцать цифр - код доступа и код предустановки канала 2. Светодиоды HL1 и HL3 гаснут. Теперь в EEPROM модуля записаны собственные коды пользователя.

В случае, если пользователь забыл свой код доступа, его просто заменяют на новый из режима предустановки. Если забыт код предустановки, то увидеть его можно только с помощью программатора, считав EEPROM данных РIC-контроллера. Код предустановки канала 1 расположен там по адресам 19h-1Fh, а канала 2 - по адресам 27h-2Dh.

Следует заметить, что EEPROM имеет ограниченное число циклов записи данных контроллера, поэтому не рекомендуется очень часто модифицировать коды.

Кнопкой "#" можно принудительно сбросить набранный код при ошибке в наборе.

Таблица прошивки

Литература

Современные микроконтроллеры: архитектура, средства проектирования, примеры применения, ресурсы сети Интернет. Телесистемы". Под ред. Коршуна И. В. - М.: Аким,1998.
CD-ROM. Современные микроконтроллеры: документация, средства разработки, примеры использования. Телесистемы", 1998.

Автор: П.Редькин, г.Ульяновск

Смотрите другие статьи раздела Дом, приусадебное хозяйство, хобби.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Искусственная кожа для эмуляции прикосновений 15.04.2024

В мире современных технологий, где удаленность становится все более обыденной, сохранение связи и чувства близости играют важную роль. Недавние разработки немецких ученых из Саарского университета в области искусственной кожи представляют новую эру в виртуальных взаимодействиях. Немецкие исследователи из Саарского университета разработали ультратонкие пленки, которые могут передавать ощущение прикосновения на расстоянии. Эта передовая технология предоставляет новые возможности для виртуального общения, особенно для тех, кто оказался вдали от своих близких. Ультратонкие пленки, разработанные исследователями, толщиной всего 50 микрометров, могут быть интегрированы в текстильные изделия и носиться как вторая кожа. Эти пленки действуют как датчики, распознающие тактильные сигналы от мамы или папы, и как исполнительные механизмы, передающие эти движения ребенку. Прикосновения родителей к ткани активируют датчики, которые реагируют на давление и деформируют ультратонкую пленку. Эта ...>>

Кошачий унитаз Petgugu Global 15.04.2024

Забота о домашних животных часто может быть вызовом, особенно когда речь заходит о поддержании чистоты в доме. Представлено новое интересное решение стартапа Petgugu Global, которое облегчит жизнь владельцам кошек и поможет им держать свой дом в идеальной чистоте и порядке. Стартап Petgugu Global представил уникальный кошачий унитаз, способный автоматически смывать фекалии, обеспечивая чистоту и свежесть в вашем доме. Это инновационное устройство оснащено различными умными датчиками, которые следят за активностью вашего питомца в туалете и активируются для автоматической очистки после его использования. Устройство подключается к канализационной системе и обеспечивает эффективное удаление отходов без необходимости вмешательства со стороны владельца. Кроме того, унитаз имеет большой объем смываемого хранилища, что делает его идеальным для домашних, где живут несколько кошек. Кошачий унитаз Petgugu разработан для использования с водорастворимыми наполнителями и предлагает ряд доп ...>>

Привлекательность заботливых мужчин 14.04.2024

Стереотип о том, что женщины предпочитают "плохих парней", долгое время был широко распространен. Однако, недавние исследования, проведенные британскими учеными из Университета Монаша, предлагают новый взгляд на этот вопрос. Они рассмотрели, как женщины реагируют на эмоциональную ответственность и готовность помогать другим у мужчин. Результаты исследования могут изменить наше представление о том, что делает мужчин привлекательными в глазах женщин. Исследование, проведенное учеными из Университета Монаша, приводит к новым выводам о привлекательности мужчин для женщин. В рамках эксперимента женщинам показывали фотографии мужчин с краткими историями о их поведении в различных ситуациях, включая их реакцию на столкновение с бездомным человеком. Некоторые из мужчин игнорировали бездомного, в то время как другие оказывали ему помощь, например, покупая еду. Исследование показало, что мужчины, проявляющие сочувствие и доброту, оказались более привлекательными для женщин по сравнению с т ...>>

Случайная новость из Архива

ST25R3916 - универсальный NFC/RFID-ридер 13,56 МГц 22.02.2019

Компания STMicroelectronics выпускает новую микросхему высокопроизводительного RFID-ридера ST25R3916, который позволяет создавать устройства "все-в-одном".

Новый ридер поддерживает все NFC-спецификации, может выступать в роли карты (Card Emulation), устанавливать соединение P2P (двухсторонний обмен) и использоваться в батарейных устройствах, благодаря режимам малого потребления. Большая дальность считывания обеспечивается повышенной выходной мощностью до 1.6 Вт и встроенным механизмом подстройки антенны к изменяющимся внешним условиям. Для реализации режима малого потребления ридер может использовать встроенный RC-генератор и таймер пробуждения. Емкостной или индуктивный сенсор позволяют обнаруживать факт приближения метки до включения поля ридера. Новый приемный тракт с функцией подавления шума позволяет использовать ридер в изделиях с ЖКИ-дисплеем, который часто является источником помех.

Микросхема работает при напряжении питания от 2,4 до 5,5 В. Выпускается в корпусе 32-pin QFN (5х5 мм) и имеет расширенный температурный диапазон от -40°C до +125°C. Выходная мощность может превышать 1,6 Вт при использовании внешнего регулятора питания.

Особенности ST25R3916:

ISO 18092 активный и пассивный режим работы;
NFC-A/B (ISO 14443A/B) ридер (включая работу на больших скоростях);
NFC-F (Felica) ридер;
NFC-V (ISO 15693) ридер до 53 kbps;
NFC-A и NFC-F эмуляция карты;
прозрачный режим работы радиочасти;
формирование пользовательских протоколов (MIFARE classic);
динамически изменяемая мощность поля для соответствия EMVCo limits.

Другие интересные новости:

▪ Робот-мухолов

▪ Мышь-ищейка

▪ Высокоточный оптический зонд для изучения человеческого мозга

▪ Интеллект и климат

▪ Углекислого газа всё больше

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электронные справочники. Подборка статей

▪ статья Кадмейская победа. Крылатое выражение

▪ статья Где существовал министр по делам Властелина колец? Подробный ответ

▪ статья Галагания пахучая. Легенды, выращивание, способы применения