コードロック制御モジュール。スキーム、説明

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コードロック制御モジュール。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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最新のコンポーネント、特にマイクロコントローラーの使用により、電子機器の重量と寸法を削減し、電子機器が実行する機能の数を増やすことが可能になります。この記事では、PIC コントローラーを使用して作成されたコンビネーションロックモジュールについて説明します。

この装置は、アクセスを完全にまたは特定のモードで制限する必要があるダイヤル錠、警報制御システム、またはその他の装置のセキュリティユニット (電子錠シリンダー) として使用することを目的としています。

このモジュールは、キーボードから 7 桁の 10 進数 (コード) を入力するときに、その出力で高論理レベルが表示されることを保証します。もう一度ダイヤルすると、出力に低レベルが表示されます。モジュールには互いに独立した 2 つのチャンネルが含まれており、それぞれが 1 つの出力を制御します。チャネルアクセスコードは、特別なプリセットモードでユーザーが指定（変更）できます。キーボードから 7 桁のプリセットコードを入力すると、そのチャンネルが入力されます (各チャンネルには独自のコードがあります)。このモードからは、アクセスコードとプリセットコード自体の両方を変更できます。両方のチャネルのすべてのコードは、モジュールの電気的にプログラム可能なデータメモリ (EEPROM) に保存され、ソフトウェアで書き込み可能です。

モジュール図を図に示します。 1. その基盤は MICROCHIP の PIC16F84 マイクロコントローラーであり、低消費電力と最小限のコストを保証します [1]。すべての機能はソフトウェアで実装されます。マイクロコントローラー DD1 (RBO-RB6) のポート B のピンは、標準 12 キーキーボードの接続に使用されます。 RB0 ～ RB3 はデータ入力用にプログラムされ、RB4 ～ RB6 は出力用にプログラムされます。出力としてプログラムされたピン RB7 は、オーディオ信号の供給に使用されます。

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プログラムによって検出され「true」と評価されるキーを押すたびに、約 13 ミリ秒の間隔で 1 個のパルスのバーストが DD124 のピン 4 に表示されます。短いビープ音が鳴ります。キーを押し続けると、バーストが一時停止せずに次々と続きます (一定信号)。正しいコード (アクセスまたはプリセット) がダイヤルされると、そのようなパルスが 1240 個このピンに表示されます (音声信号は約 5 秒続きます)。

要素 R5、R6、C4、VD1 には、電源投入時のマイクロコントローラー用の外部リセットユニットがあります。 RAO-RA4 マイクロコントローラーのポート A のピンは出力としてプログラムされています。 RAO は、両方のチャネルのプリセットモードイネーブルフラグです。このフラグの設定 (プリセットモードの有効化) は、HL1 LED の点灯によって示されます。キーボードの「*」ボタンを押すとフラグがセットされ、「#」ボタンを押すか、いずれかのチャンネルのプリセットモードでのコード変更完了時、またはシステムリセット時（電源オフ時）にフラグがリセットされます。パワー）。

RA1、RA2 は、チャンネル 1、2 のプリセットモードのフラグです。それぞれ、対応するプリセットコードをダイヤルするとセットされ、「#」ボタンを押すか、プリセットモードでコードを変更するとリセットされます。対応するチャネルは完了するか、システムのリセット時に行われます。これらの各フラグの設定は、対応する LED HL2、HL3 の点灯によって示されます。選択されたチャネルのコードの変更は、このチャネルのプリセットモードフラグとプリセットモード有効フラグが設定されている場合にのみ可能です。

RA3 と RA4 は、それぞれチャンネル 1 と 2 の出力です。対応するアクセスコードがダイヤルされるとそれぞれが High になり、コードが再度ダイヤルされるかシステムがリセットされるとクリアされます。 RA3 は TTL レベル、RA4 はオープンドレイン出力です。アクチュエーターはチャンネル出力に接続されます。

上記のことから、モジュールは実際には 1 チャネルであることがわかります。アクセスコードのセットによってのみセットおよびリセットされる 2 つの「完全な」チャネルに加えて、さらに XNUMX つの「不完全な」チャネル (RAXNUMX および RAXNUMX) があります。これらは一連のプリセットコードによって設定され、「#」ボタンを押すことでリセットされます。つまり、アクセスはアクチュエータをオンにすることのみに制限され、オフにすることはできません。 EEPROM 内のコードの誤った変更を避けるため。「不完全」チャネルを使用する場合は、プリセットモード有効フラグがリセットされていることを確認してください。

プログラムの動作アルゴリズムの簡略化されたブロック図を図に示します。 2. 電源をオンにすると、システムリセットが発生し、すべてのフラグとポート A の出力がリセットされます。次に、プログラムはキーボードのポーリングを開始します。押されたキーが検出されると、キーが放されるまでポーリングは一時停止します。キー接点のバウンス防止保護はソフトウェアで実装されています。入力されたコードはマイクロコントローラーのレジスタ RAM に蓄積されます。

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1 桁目を入力すると、ダイヤルされたコードはチャンネル 2 のプリセットコードと比較されます。不一致の場合は、チャンネル 1 のプリセットコードと比較されます。ダイヤルされたコードがこれらのコードのいずれかに一致すると、プログラムは次のコードを設定します。対応するプリセットモードフラグを設定し、ダイヤルコードをリセットします。一致しない場合は、チャンネル 2、XNUMX のアクセスコードと順に比較し、ダイヤルしたコードが一致しない場合はリセットされます。

キーボードから入力された各数字に続いて、プログラムはプリセットモード有効フラグが設定されているかどうかを確認します。これを確認した後、チャンネル 1 と 2 のプリセットモードフラグがセットされているかどうかを順に確認し、どちらか一方がセットされていればプリセットモードに移行します。このモードで「0」～「9」キーを押すたびに、対応する数字のコードが EEPROM セルに書き込まれ、以前に存在していたコードが「消去」されます。 XNUMX 桁（アクセスコード XNUMX 桁とプリセットコード XNUMX 桁）を入力すると、プリセットモードは自動的に終了します（すべてのフラグがリセットされます）。

たとえば、アクセスコードを変更するだけの場合は、任意の桁数 (14 桁未満) をダイヤルしてプリセットモードを終了することもできます。これを行うには、7 桁をダイヤルした後、「#」ボタンを押します。

プログラムは MPLAB 環境で作成されました [2]。クリスタルをプログラムするときは、OSC=XT、WDT=Off、PWRTE=On、CP=Off に設定し、EEPROM データのすべてのアドレスにコード 00h を書き込む必要があります。

モジュールに電力を供給するには、+7,5...+15 V の DC 電圧源を使用できます。LED HL1 ～ HL1 がオフの場合の統合スタビライザ DA1 からのマイクロコントローラ DD3 の消費電流は約 1 mA です。どの水晶共振子 ZQ1 も 2 ～ 4 MHz の周波数で使用できます (RC 回路で置き換えることもできます)。ただし、DD13 のピン 1 でのオーディオ信号のトーンは、周波数に依存することを考慮する必要があります。クロックジェネレーターの周波数。ピエゾエミッター NA1 - ZP-3。

チャンネル 2 の出力 (DD3 のピン 1) の論理レベルをアクチュエーターと一致させるために、回路内の抵抗 R12 の下側出力がスタビライザーから切り離され、アクチュエーターの電源の正端子に接続されます。

モジュールの設計は、その出力回路への外部アクセスを排除するようなものでなければなりません。

このデバイスにはセットアップは必要ありませんが、操作を開始する前に、ユーザーは両方のチャネルのメモリに独自のコードを入力する必要があります。これは次のように行われます。初めて電源を入れた後、「0」ボタンを2回押す必要があります。 HL1 LED が点灯し、長いビープ音が鳴ります。次に「*」ボタンをクリックします。 HL1 LED が点灯するはずです。次の操作は、ユーザーがキーボードから XNUMX 桁を入力することです。最初の XNUMX 桁がチャンネル XNUMX のアクセスコードになり、残りがこのチャンネルのプリセットコードになります。

1 桁をダイヤルすると、HL2、HL0 の LED が消灯します。「3」ボタンを 1 回繰り返し押して (HL2 LED が点灯し、長いビープ音が鳴るはずです)、次に「*」ボタン (HL1 LED が点灯します) を押すと、ユーザーはさらに 3 桁のアクセスを入力します。コードとチャンネル XNUMX のプリセットコード LED HLXNUMX と HLXNUMX が消灯します。モジュールの EEPROM にはユーザー独自のコードが含まれています。

ユーザーが自分のアクセスコードを忘れた場合は、プリセットモードから新しいものに置き換えられるだけです。プリセットコードを忘れた場合は、プログラマを使用して PIC コントローラデータの EEPROM を読み取ることによってのみ確認できます。チャンネル 1 のプリセットコードはアドレス 19h ～ 1Fh にあり、チャンネル 2 のプリセットコードはアドレス 27h ～ 2Dh にあります。

EEPROM にはコントローラーのデータ書き込みサイクル数が制限されているため、コードを頻繁に変更することはお勧めできません。

「＃」ボタンを使用すると、入力エラーが発生した場合に、ダイヤルしたコードを強制的にリセットできます。

ファームウェアテーブル

文学

最新のマイクロコントローラー: アーキテクチャ、設計ツール、アプリケーション例、インターネットリソース。 Telesystems」。 I. V. Korshun 編集 - M.: Akim、1998 年。
のCD-ROM。最新のマイクロコントローラー: ドキュメント、開発ツール、使用例。テレシステムズ」、1998年。

著者: P.レドキン、ウリヤノフスク

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