Modulo di controllo blocco codice. Schema, descrizione

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Modulo di controllo serratura a codice. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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L'uso di moderni elementi di base, in particolare microcontrollori, consente di ridurre il peso e le dimensioni dei dispositivi elettronici, per aumentare il numero di funzioni che svolgono. Questo articolo descrive il modulo di blocco del codice, realizzato utilizzando il controller PIC.

Il dispositivo è destinato all'uso come nodo di sicurezza (serratura elettronica "larva") in serrature a combinazione, sistemi di controllo di allarme o altri dispositivi, l'accesso al cui utilizzo deve essere completamente limitato o in modalità separate.

Il modulo garantisce l'aspetto di un livello logico elevato alla sua uscita quando si digita un numero decimale a sette cifre - codice dalla tastiera. Quando viene composto di nuovo, l'uscita diventa bassa. Il modulo contiene due canali indipendenti, ognuno dei quali controlla un'uscita. I codici di accesso ai canali possono essere impostati (modificati) dall'utente in una speciale modalità preimpostata. Il canale entra in esso quando si digita un codice preimpostato a sette cifre dalla tastiera (ogni canale ha il proprio codice). Da questa modalità è possibile modificare sia il codice di accesso che il codice preimpostato stesso. Tutti i codici di entrambi i canali sono memorizzati nella memoria dati programmabile elettricamente (EEPROM) del modulo, disponibile per la scrittura tramite software.

Lo schema del modulo è mostrato in fig. 1. La sua base è il microcontrollore PIC16F84 di MICROCHIP, che garantisce un basso consumo energetico e costi minimi [1]. Tutte le funzioni sono implementate nel software. I pin della porta B sul microcontrollore DD1 (RBO-RB6) vengono utilizzati per collegare una tastiera standard a 12 pulsanti. RB0-RB3 sono programmati per l'ingresso e RB4-RB6 per l'uscita. Il pin RB7, programmato come uscita, viene utilizzato per i segnali sonori.

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Ogni volta che si preme un tasto qualsiasi rilevato e valutato dal programma come "vero", sul pin 13 DD1 appare un burst di 124 impulsi con un periodo tra loro di circa 4 ms. Viene emesso un breve segnale acustico. Tenendo premuto il tasto i pacchetti si susseguono senza pause (segnale costante). Quando viene composto il codice corretto (di accesso o preimpostato), su questa uscita compaiono 1240 impulsi di questo tipo (segnale sonoro della durata di circa 5 s).

Sugli elementi R5, R6, C4, VD1, viene eseguito un nodo di ripristino esterno del microcontrollore all'accensione. I pin della porta A sul microcontrollore RAO-RA4 sono programmati come uscite. RAO è il flag di abilitazione della modalità preimpostata per entrambi i canali. L'impostazione di questo flag (autorizzazione della modalità preimpostata) è indicata dall'accensione del LED HL1. Il flag viene impostato premendo il tasto "*" della tastiera, e resettato premendo il tasto "#" o al termine della modifica dei codici nella modalità preset in qualsiasi canale o al momento del reset del sistema (quando il l'alimentazione è spenta/accesa).

RA1 e RA2 sono i flag delle modalità preimpostate per i canali 1 e 2. Ciascuno di essi viene impostato quando viene inserito il codice preimpostato corrispondente e viene ripristinato quando viene premuto il tasto "#" o quando i codici vengono modificati nella modalità preimpostata nel canale corrispondente o durante un ripristino del sistema. L'impostazione di ciascuno di questi flag è indicata dall'accensione del corrispondente LED HL2, HL3. La modifica dei codici nel canale selezionato è possibile solo se il flag della modalità di preset del canale e il flag di abilitazione della modalità di preset sono impostati.

RA3 e RA4 sono rispettivamente le uscite dei canali 1 e 2. Ciascuno di essi sale alto durante la composizione del codice di accesso corrispondente, e viene resettato quando il codice viene ricomposto o il sistema viene resettato. RA3 ha livelli TTL e RA4 è un'uscita open drain. Gli attuatori sono collegati alle uscite del canale.

Ne consegue che il modulo è in realtà un quadricanale: oltre a due canali "pieni", impostabili e resettati solo da una serie di codici di accesso, vi sono altri due canali "incompleti" (RA1 e RA2). Sono impostati da una serie di codici preimpostati e ripristinati premendo il pulsante "#", ovvero limitano l'accesso solo all'accensione degli attuatori, ma non allo spegnimento. Per evitare modifiche errate dei codici in EEPROM. quando si utilizzano canali "incompleti", è necessario assicurarsi che il flag di abilitazione della modalità preimpostata sia deselezionato.

Uno schema a blocchi semplificato dell'algoritmo di funzionamento del programma è mostrato in fig. 2. Dopo l'accensione, si verifica un ripristino del sistema, tutti i flag e le uscite della porta A vengono azzerati, quindi il programma avvia il polling della tastiera. Quando si preme un tasto, il polling viene sospeso fino al rilascio del tasto. La protezione contro le vibrazioni dei contatti chiave è implementata nel software. Il codice composto viene memorizzato nella RAM di registro del microcontrollore.

(clicca per ingrandire)

Dopo aver inserito la settima cifra, il codice composto viene confrontato con il codice preimpostato del canale 1. In caso di mancata corrispondenza, viene confrontato con il codice preimpostato del canale 2. Quando il codice composto corrisponde a uno di questi codici, il programma imposta il preset corrispondente flag di modalità e resetta il prefisso composto. Se non corrisponde viene confrontato sequenzialmente con i codici di accesso dei canali 1 e 2. Se il codice composto non corrisponde ad essi viene resettato.

Dopo aver inserito ogni cifra dalla tastiera, il programma verifica se il flag di abilitazione della modalità preimpostata è impostato. Dopo essersi accertati che ciò sia avvenuto, il programma specifica in sequenza se sono impostati i flag della modalità preset dei canali 1 e 2. Se almeno uno di essi è impostato, avverrà il passaggio alla modalità preset. Ogni volta che si premono i tasti "0" - "9" in questa modalità, il codice della cifra corrispondente viene scritto nella cella EEPROM, "cancellando" il codice precedentemente presente. Dopo aver inserito quattordici cifre (sette cifre del codice di accesso e sette cifre del codice preimpostato), si esce automaticamente dalla modalità preimpostata (tutti i flag vengono cancellati).

È inoltre possibile uscire dalla modalità preimpostata componendo un qualsiasi numero di cifre (meno di quattordici), ad esempio, quando è necessario modificare solo il codice di accesso. Per fare ciò, premere il pulsante "'#" dopo aver composto sette cifre.

Il programma è stato preparato in ambiente MPLAB [2]. Durante la programmazione del chip, impostare OSC=XT, WDT=Off, PWRTE=On, CP=Off e scrivere il codice 00h in tutti gli indirizzi nella EEPROM dati.

Per alimentare il modulo è possibile utilizzare una sorgente di tensione costante di +7,5 ... +15 V. Il consumo di corrente del microcontrollore DD1 dallo stabilizzatore integrale DA1 con i LED HL1-HL3 spenti è di circa 1 mA. Qualsiasi risonatore al quarzo ZQ1 può essere utilizzato a una frequenza di 2 ... 4 MHz (può essere sostituito da un circuito RC), tuttavia, va tenuto presente che il tono dei segnali audio al pin 13 DD1 dipende dalla frequenza del generatore di clock. Emettitore piezoelettrico HA1 - ZP-3.

Per abbinare i livelli logici all'uscita del canale 2 (pin 3 DD1) con l'attuatore, l'uscita inferiore del resistore R12 secondo il circuito viene scollegata dallo stabilizzatore e collegata all'uscita positiva dell'alimentazione dell'attuatore.

Il progetto del modulo deve essere tale da escludere l'accesso dall'esterno ai circuiti delle sue uscite.

Il dispositivo non richiede regolazioni, tuttavia, prima di iniziare il funzionamento, l'utente deve inserire i propri codici nella memoria di entrambi i canali. Questo viene fatto nel modo seguente. Dopo la prima accensione, è necessario premere sette volte il pulsante "0". Il LED HL2 dovrebbe accendersi e dovrebbe essere emesso un lungo bip. Quindi premere il pulsante "*". Ora il LED HL1 dovrebbe accendersi. L'operazione successiva prevede che l'utente digiti quattordici cifre dalla tastiera, le prime sette delle quali saranno il codice di accesso del canale 1, e le restanti saranno il codice preimpostato di questo canale.

Quando vengono composte quattordici cifre, i LED HL1, HL2 si spengono. Premendo ripetutamente il pulsante "0" sette volte (il LED HL3 dovrebbe accendersi e un lungo segnale acustico), quindi il pulsante "*" (il LED HL1 dovrebbe accendersi), l'utente inserisce altre quattordici cifre: il codice di accesso e il codice di preset del canale 2. I LED HL1 e HL3 si spengono. La EEPROM del modulo ora contiene i propri codici utente.

Nel caso in cui l'utente abbia dimenticato il proprio codice di accesso, questo viene semplicemente sostituito con uno nuovo dalla modalità preimpostata. Se il codice preimpostato viene dimenticato, è possibile vederlo solo con l'aiuto del programmatore, leggendo la EEPROM dei dati del controller PIC. Il codice preimpostato per il canale 1 si trova lì agli indirizzi 19h-1Fh, e per il canale 2 agli indirizzi 27h-2Dh.

Va notato che EEPROM ha un numero limitato di cicli di scrittura dei dati del controller, quindi non è consigliabile modificare i codici molto spesso.

Con il pulsante "#" è possibile ripristinare forzatamente il prefisso in caso di errore nella digitazione.

Tabella del firmware

Letteratura

Microcontrollori moderni: architettura, strumenti di progettazione, esempi applicativi, risorse Internet. Telesystems". Sotto la direzione di Korshun I.V. - M.: Akim, 1998.
CD ROM. Microcontrollori moderni: documentazione, strumenti di sviluppo, esempi di utilizzo. Telesistemi", 1998.

Autore: P.Redkin, Ulyanovsk

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