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:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Робот для проверки энергетических и перерабатывающих установок 27.09.2021 Швейцарская компания ANYbotics продемонстрировала нового промышленного робота - ANYmal D, который может работать в диапазоне температур от -20 до 500° C и предназначен для проверки сложных промышленных и энергетических установок Четвероногий робот забирается в труднодоступные места и проверяет работу оборудования: например, он может выявлять перегрев через тепловизионную камеру или необычные звуки (при помощи микрофона), указывающие на возможные неполадки в системе. Роботизированный инспектор оснащается лидаром для панорамного обзора местности и широкоугольными цветными камерами, которые позволяют роботу обходить препятствия и "ориентироваться" в пространстве. Один раз задав ему маршрут и точки остановки, робот может в дальнейшем следовать по нему и проверять системы на предмет неисправностей. Если проблема обнаруживается во время обхода, шагающий робот отправляет предупреждение в диспетчерскую по Wi-Fi или LTE. ANYmal D может работать в широком диапазоне температур (-20 до 500° C) и в темноте (для этого предусмотрен светодиодный прожектор яркостью 3500 люмен). Также, производитель отмечает присутствие встроенного компьютера, при помощи которого робот может выполнять поставленные задачи без подключения к интернету. Камера со встроенным 20-кратным зумом обеспечивает визуальный осмотр механизмов без необходимости вплотную приближаться к ним. Время автономной работы устройства составляет полтора часа. Перед полной разрядкой аккумуляторов робот самостоятельно возвращается на зарядную станцию, на которой ему нужно пробыть около трех часов для пополнения заряда батарей с 0 до 100%.

Другие интересные новости:

▪ Высокоскоростные цифровые сигнальные процессоры TMS320C6414/15/16

▪ Проведена квантовая телепортация

▪ Солнечная буря угрожает Олимпиаде 2012

▪ Осмотр груди с помощью робота

▪ Новый материал для утилизации ядерных отходов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Крылатые слова, фразеологизмы. Подборка статей

▪ статья Да будет свет. Крылатое выражение

▪ статья Что такое плотина? Подробный ответ

▪ статья Болдо. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Необычная антенна Isotron. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Транзисторы полевые КП501 - КП698. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025