Модуль управления кодовым замком. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

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

1. Современные микроконтроллеры: архитектура, средства проектирования, примеры применения, ресурсы сети Интернет. Телесистемы". Под ред. Коршуна И. В. - М.: Аким,1998.
2. 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:

Умный медицинский бандаж 24.06.2025

Исследователи из Института ядерной физики Польской академии наук (IFJ PAN) предложили инновационное решение - медицинский бандаж из полимерных нановолокон, созданный методом электропрядения. В основе технологии лежит способность материала равномерно распределять антимикробный препарат - метронидазол - и постепенно высвобождать его непосредственно в зоне повреждения. Это особенно важно при лечении инфекций, вызванных анаэробными бактериями, которые активно размножаются в условиях низкого содержания кислорода. Такие микроорганизмы представляют серьезную угрозу, особенно при глубоких ранениях или закрытых повреждениях, поскольку стандартная терапия требует системного применения препарата, что может оказывать побочные эффекты на организм в целом. Новое перевязочное средство прошло стадию лабораторных испытаний in vitro. Хотя до широкого внедрения технологии в клиническую практику еще предстоит пройти долгий путь, уже сейчас очевиден ее потенциал в улучшении качества лечения ран. Уник ...>>

Безлопастные ветряные турбины нового поколения 24.06.2025

Переход к устойчивым источникам энергии требует не только повышения эффективности, но и переосмысления самих принципов их работы. Одной из инновационных разработок в этой области стала безлопастная ветряная турбина (BWT), которую представили инженеры Университета Глазго. Это устройство способно вырабатывать электроэнергию без использования традиционных вращающихся лопастей, предлагая более компактную, бесшумную и безопасную альтернативу классическим ветрякам. В основе новой технологии лежит принцип вихревой вибрации. Вместо лопастей конструкция включает вертикальные цилиндрические мачты, которые начинают колебаться под действием потоков воздуха. Эти механические колебания затем преобразуются в электричество. Отсутствие подвижных крыльев не только уменьшает шум, но и существенно снижает риск для птиц, которые часто становятся жертвами традиционных турбин. С помощью компьютерного моделирования исследователи установили, что оптимальная конфигурация включает мачту высотой 80 сантимет ...>>

Полеты в космос вредят зубам 23.06.2025

Освоение дальнего космоса открывает человечеству уникальные перспективы, но одновременно ставит под угрозу физическое здоровье будущих исследователей. Уже давно известно, что длительное пребывание в невесомости приводит к потере костной массы, мышечной атрофии и нарушениям в работе внутренних органов. Однако новое исследование американских ученых выявило еще одну, ранее не изученную опасность - разрушение зубов и тканей ротовой полости. Команда исследователей сосредоточила свое внимание на связи между микрогравитацией и развитием пародонтита - воспалительного заболевания, поражающего десны и костную ткань, удерживающую зубы. Это заболевание способно со временем привести к полной потере зубов. Поскольку предстоящие миссии на Луну и Марс предполагают многомесячное пребывание в условиях низкой гравитации, становится особенно важно оценить риски для здоровья ротовой полости. Чтобы изучить влияние микрогравитации, ученые провели эксперимент на мышах. Одна группа животных содержалась в ...>>

Случайная новость из Архива Кофемашина Rapid Cold Brew Coffee Maker для холодных напитков 13.04.2023 Бренд товаров для дома Dash основательно подготовился к летнему сезону и выпустил кофемашину для холодного кофе. Устройство Rapid Cold Brew Coffee Maker готовит максимально ароматный кофе или чай всего за девять минут. Можно использовать молотый кофе или листовой чай по выбору пользователя. Производители заявили, что у машины хорошая система фильтрации, она обеспечит низкую кислотность и приятный вкус для людей с чувствительным желудком. С наступлением тепла, каждый раз покупать себе холодный кофе или чай дорого. Теперь можно приготовить напиток дома или брать с собой на работу или на прогулку.

Другие интересные новости:

▪ Сетевые адаптеры HomePlug AV2 Powerline (TPL-408E)

▪ Обучающие ошибки

▪ Программируемый процессор на базе молекул ДНК

▪ SEAGATE автоматически зашифрует все содержимое жесткого диска

▪ Чип, определяющий количество алкоголя в крови

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Освещение. Подборка статей

▪ статья Посылать от Понтия к Пилату. Крылатое выражение

▪ статья В честь какого вождя назван цветок, который распускается в день рождения этого лидера? Подробный ответ

▪ статья Кандальный узел. Советы туристу

▪ статья Принципиальная схема вызывной аудиопанели AVC-105. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Преобразователь напряжения, 5 вольт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025