Codeschloss-Steuermodul. Schema, Beschreibung

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Codeschloss-Steuermodul. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Der Einsatz moderner Elementbasis, insbesondere Mikrocontroller, ermöglicht es, das Gewicht und die Abmessungen elektronischer Geräte zu reduzieren und die Anzahl der von ihnen ausgeführten Funktionen zu erhöhen. Dieser Artikel beschreibt das Code-Sperrmodul, das mit dem PIC-Controller erstellt wurde.

Das Gerät ist für den Einsatz als Sicherheitsknoten (elektronisches Schloss „Larve“) in Zahlenschlössern, Alarmzentralen oder anderen Geräten vorgesehen, deren Nutzung vollständig oder in getrennten Modi eingeschränkt werden muss.

Das Modul sorgt für das Erscheinen eines hohen Logikpegels an seinem Ausgang, wenn eine siebenstellige Dezimalzahl – ein Code über die Tastatur – eingegeben wird. Beim erneuten Wählen geht der Ausgang auf Low. Das Modul enthält zwei unabhängige Kanäle, von denen jeder einen Ausgang steuert. Kanalzugriffscodes können vom Benutzer in einem speziellen voreingestellten Modus eingestellt (geändert) werden. Der Kanal wird eingegeben, wenn über die Tastatur ein siebenstelliger voreingestellter Code eingegeben wird (jeder Kanal hat seinen eigenen Code). In diesem Modus können Sie sowohl den Zugangscode als auch den voreingestellten Code selbst ändern. Alle Codes beider Kanäle werden im elektrisch programmierbaren Datenspeicher (EEPROM) des Moduls gespeichert, der per Software beschreibbar ist.

Das Moduldiagramm ist in Abb. dargestellt. 1. Seine Basis ist der Mikrocontroller PIC16F84 von MICROCHIP, der für einen geringen Stromverbrauch und minimale Kosten sorgt [1]. Alle Funktionen sind in Software implementiert. Port-B-Pins am DD1-Mikrocontroller (RBO-RB6) werden zum Anschluss einer Standardtastatur mit 12 Tasten verwendet. RB0-RB3 sind für die Eingabe und RB4-RB6 für die Ausgabe programmiert. Der als Ausgang programmierte RB7-Pin wird für Tonsignale verwendet.

(zum Vergrößern klicken)

Bei jedem Tastendruck, der vom Programm als „wahr“ erkannt und ausgewertet wird, erscheint an Pin 13 DD1 ein Burst von 124 Impulsen mit einem Abstand von ca. 4 ms dazwischen. Es ertönt ein kurzer Piepton. Bei gedrückt gehaltener Taste folgen die Pakete pausenlos aufeinander (konstantes Signal). Bei Wahl des richtigen Codes (Zugang oder Voreinstellung) erscheinen an diesem Ausgang 1240 solcher Impulse (ein Tonsignal mit einer Dauer von ca. 5 s).

An den Elementen R5, R6, C4, VD1 erfolgt beim Einschalten ein externer Reset-Knoten des Mikrocontrollers. Port-A-Pins am RAO-RA4-Mikrocontroller sind als Ausgänge programmiert. RAO ist das voreingestellte Modus-Aktivierungsflag für beide Kanäle. Das Setzen dieses Flags (Erlaubnis des voreingestellten Modus) wird durch das Leuchten der HL1-LED angezeigt. Das Flag wird durch Drücken der „*“-Taste der Tastatur gesetzt und durch Drücken der „#“-Taste oder nach Abschluss der Änderung der Codes im voreingestellten Modus in einem beliebigen Kanal oder zum Zeitpunkt des System-Resets (wenn die wenn das Gerät aus-/eingeschaltet wird).

RA1 und RA2 sind Flags der voreingestellten Modi für die Kanäle 1 und 2. Jeder von ihnen wird gesetzt, wenn der entsprechende voreingestellte Code eingegeben wird, und wird zurückgesetzt, wenn die Taste „#“ gedrückt wird oder wenn die Codes im voreingestellten Modus in geändert werden entsprechenden Kanal oder während eines System-Resets. Das Setzen jedes dieser Flags wird durch das Leuchten der entsprechenden LED HL2, HL3 angezeigt. Eine Änderung von Codes im ausgewählten Kanal ist nur möglich, wenn das Flag für den voreingestellten Modus und das Flag für die Aktivierung des voreingestellten Modus des Kanals gesetzt sind.

RA3 und RA4 sind die Ausgänge der Kanäle 1 bzw. 2. Jeder von ihnen steigt während der Wahl des entsprechenden Zugangscodes hoch an und wird zurückgesetzt, wenn der Code erneut gewählt oder das System zurückgesetzt wird. RA3 verfügt über TTL-Pegel und RA4 ist ein Open-Drain-Ausgang. An die Kanalausgänge werden Aktoren angeschlossen.

Daraus folgt, dass es sich bei dem Modul tatsächlich um ein Vierkanalmodul handelt: Zusätzlich zu zwei „vollständigen“ Kanälen, die nur durch einen Satz von Zugangscodes aktiviert und zurückgesetzt werden, gibt es zwei weitere „unvollständige“ Kanäle (RA1 und RA2). Sie werden durch eine Reihe voreingestellter Codes eingestellt und durch Drücken der „#“-Taste zurückgesetzt, d. h. sie beschränken den Zugriff nur auf das Einschalten von Aktoren, nicht jedoch auf deren Ausschalten. Um eine fehlerhafte Änderung von Codes im EEPROM zu vermeiden. Wenn Sie „unvollständige“ Kanäle verwenden, sollten Sie sicherstellen, dass das Aktivierungsflag für den voreingestellten Modus gelöscht ist.

Ein vereinfachtes Blockdiagramm des Programmbetriebsalgorithmus ist in Abb. dargestellt. 2. Nach dem Einschalten erfolgt ein System-Reset, alle Flags und Ausgänge von Port A werden auf Null zurückgesetzt. Anschließend beginnt das Programm mit der Abfrage der Tastatur. Wenn eine Taste gedrückt wird, wird die Abfrage ausgesetzt, bis die Taste losgelassen wird. Der Schutz vor dem Chatten wichtiger Kontakte ist in der Software implementiert. Der gewählte Code wird im Register-RAM des Mikrocontrollers gespeichert.

(zum Vergrößern klicken)

Nach Eingabe der siebten Ziffer wird der gewählte Code mit dem voreingestellten Code für Kanal 1 verglichen. Im Falle einer Nichtübereinstimmung wird er mit dem voreingestellten Code für Kanal 2 verglichen. Wenn der gewählte Code mit einem dieser Codes übereinstimmt, stellt das Programm die entsprechende Voreinstellung ein Modus-Flag und setzt den gewählten Code zurück. Bei Nichtübereinstimmung wird nacheinander mit den Zugangscodes der Kanäle 1 und 2 verglichen. Stimmt der gewählte Code nicht mit diesen überein, wird er zurückgesetzt.

Nach der Eingabe jeder Ziffer über die Tastatur prüft das Programm, ob das Flag zur Aktivierung des voreingestellten Modus gesetzt ist. Nachdem sichergestellt wurde, dass dies geschehen ist, gibt das Programm nacheinander an, ob die Flags des voreingestellten Modus der Kanäle 1 und 2 gesetzt sind. Wenn mindestens eines davon gesetzt ist, erfolgt der Übergang in den voreingestellten Modus. Durch jedes Drücken der Tasten „0“ – „9“ in diesem Modus wird der Code der entsprechenden Ziffer in die EEPROM-Zelle geschrieben, wodurch der zuvor dort vorhandene Code „gelöscht“ wird. Nach Eingabe von vierzehn Ziffern (sieben Ziffern des Zugangscodes und sieben Ziffern des voreingestellten Codes) wird der voreingestellte Modus automatisch verlassen (alle Flags werden gelöscht).

Sie können den Voreinstellungsmodus auch verlassen, indem Sie eine beliebige Anzahl von Ziffern (weniger als vierzehn) wählen, beispielsweise wenn nur der Zugangscode geändert werden muss. Drücken Sie dazu nach der Eingabe von sieben Ziffern die Taste „#“.

Das Programm wurde in der MPLAB-Umgebung erstellt [2]. Stellen Sie beim Programmieren des Chips OSC=XT, WDT=Off, PWRTE=On, CP=Off ein und schreiben Sie den Code 00h auf alle Adressen im Daten-EEPROM.

Zur Stromversorgung des Moduls können Sie eine Konstantspannungsquelle von +7,5 ... +15 V verwenden. Der Stromverbrauch des Mikrocontrollers DD1 aus dem integrierten Stabilisator DA1 bei ausgeschalteten LEDs HL1-HL3 beträgt ca. 1 mA. Bei einer Frequenz von 1 ... 2 MHz kann jeder Quarzresonator ZQ4 verwendet werden (kann durch eine RC-Schaltung ersetzt werden), allerdings ist zu beachten, dass der Ton der Audiosignale an Pin 13 DD1 frequenzabhängig ist des Taktgenerators. Piezo-Emitter HA1 - ZP-3.

Um die Logikpegel am Ausgang von Kanal 2 (Pin 3 DD1) mit dem Aktor abzugleichen, wird der untere Ausgang des Widerstands R12 gemäß der Schaltung vom Stabilisator getrennt und mit dem positiven Ausgang der Stromversorgung des Aktors verbunden.

Das Modul muss so konstruiert sein, dass ein Zugriff von außen auf die Schaltkreise seiner Ausgänge ausgeschlossen ist.

Das Gerät erfordert keine Anpassung, jedoch muss der Benutzer vor Inbetriebnahme seine eigenen Codes in den Speicher beider Kanäle eingeben. Dies geschieht auf folgende Weise. Nach dem ersten Einschalten müssen Sie sieben Mal die Taste „0“ drücken. Die HL2-LED sollte aufleuchten und ein langer Piepton sollte ertönen. Drücken Sie dann die Schaltfläche „*“. Jetzt sollte die HL1-LED aufleuchten. Der nächste Vorgang besteht darin, dass der Benutzer über die Tastatur vierzehn Ziffern eingibt, von denen die ersten sieben der Zugangscode von Kanal 1 und der Rest der voreingestellte Code dieses Kanals sind.

Wenn vierzehn Ziffern gewählt werden, erlöschen die LEDs HL1 und HL2. Durch wiederholtes siebenmaliges Drücken der Taste „0“ (die HL3-LED sollte aufleuchten und ein langer Piepton ertönen) und anschließender Taste „*“ (die HL1-LED sollte aufleuchten) gibt der Benutzer vierzehn weitere Ziffern ein – den Zugangscode und der voreingestellte Code für Kanal 2. Die LEDs HL1 und HL3 erlöschen. Das EEPROM des Moduls enthält nun seine eigenen Benutzercodes.

Falls der Benutzer seinen Zugangscode vergessen hat, wird dieser einfach durch einen neuen aus dem voreingestellten Modus ersetzt. Wenn der voreingestellte Code vergessen wird, können Sie ihn nur mit Hilfe des Programmiergeräts sehen, indem Sie das EEPROM der PIC-Controller-Daten lesen. Dort befindet sich der voreingestellte Code für Kanal 1 unter den Adressen 19h-1Fh und für Kanal 2 unter den Adressen 27h-2Dh.

Es ist zu beachten, dass das EEPROM über eine begrenzte Anzahl von Schreibzyklen für Controller-Daten verfügt. Es wird daher nicht empfohlen, Codes sehr oft zu ändern.

Mit der „#“-Taste können Sie bei einem Tippfehler die gewählte Vorwahl zwangsweise zurücksetzen.

Firmware-Tabelle

Literatur

Moderne Mikrocontroller: Architektur, Designtools, Anwendungsbeispiele, Internetressourcen. Telesystems". Unter der Leitung von Korshun I.V. - M.: Akim, 1998.
CD-ROM. Moderne Mikrocontroller: Dokumentation, Entwicklungstools, Anwendungsbeispiele. Telesystems“, 1998.

Autor: P.Redkin, Uljanowsk

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