基于STCl2C2052單片機(jī)的無電源電子鎖系統(tǒng)的設(shè)計

當(dāng)單片機(jī)的P1．O，P1．1，P1．2，P1．3為低電平時，Q4，Q6，Q8，Q10截止，V1和V2處于浮空狀態(tài)，電機(jī)靜止；當(dāng)開鎖時，單片機(jī)的P1．0，P1．3為高電平，P1．1，P1．2為低電平，Q4，Q5，Q10，Q11導(dǎo)通，Q6，Q7，Q8，Q9截止，V1為正，V2為負(fù)，電機(jī)正轉(zhuǎn)開鎖；當(dāng)閉鎖時，單片機(jī)的P1．0，P1．3為低電平，P1．1，P1．2為高電平，Q4，Q5，Q10，Q11截止，Q6，Q7，Q8，Q9導(dǎo)通，V1為負(fù)，V2為正，電機(jī)反轉(zhuǎn)閉鎖。
在程序?qū)崿F(xiàn)時，必須注意嚴(yán)禁P1．0，P1．1，P1．2，P1．3同時為高電平，即Q4，Q6，Q8，Q10同時處于導(dǎo)通狀態(tài)。
1．5 電機(jī)保護(hù)電路
直流變速電機(jī)執(zhí)行開鎖、閉鎖操作一定時間后，外部機(jī)械裝置會迫使電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，如果不采取措施，會產(chǎn)生較大電流，損壞直流電機(jī)，所以保護(hù)電路是必不可少的。

保護(hù)電路由TLV2252運(yùn)算放大器、電阻R4，R5，R6組成，電路如圖5所示。TLV2252的1IN+(引腳3)接R5，R6構(gòu)成分壓電路；11N-(引腳2)接電阻R4，電阻R4串聯(lián)到電機(jī)倒向驅(qū)動電路的公共輸出端。當(dāng)電機(jī)正常工作時，通過R4的電流較小，TLV2252的輸出(引腳1)經(jīng)兩個反向驅(qū)動后送給單片機(jī)的P3．3，此時為“1”，進(jìn)行正常的開關(guān)操作。當(dāng)外部機(jī)械裝置迫使電機(jī)停止轉(zhuǎn)動時，由于直流電機(jī)負(fù)載過大，通過R4的電流較大，這時放大器TLV2522輸出經(jīng)兩個反向驅(qū)動后送給單片機(jī)的P3．3，此時為“O”，利用此信號產(chǎn)生中斷信號，停止開鎖、閉鎖操作，以此起到對電機(jī)的保護(hù)作用。

2 軟件系統(tǒng)設(shè)計
系統(tǒng)軟件由控制部分主程序、數(shù)據(jù)接收程序、電機(jī)驅(qū)動程序、手持部分主程序、數(shù)據(jù)發(fā)送程序組成。控制部分與手持部分傳送開門、關(guān)門信號和鑰匙密碼信號，其中鑰匙密碼信號用1l位二進(jìn)制數(shù)，具有較好的安全性。
2．1 數(shù)據(jù)“0”，“1”傳送方法
采用異步FSK通訊方式，使用信號的不同頻率來區(qū)分“0”和“1”，如圖6所示。

當(dāng)信號頻率為20 kHz時，代表傳輸為“O”；當(dāng)信號頻率為10 kHz時，代表傳輸為“1”。當(dāng)晶振為12 MHz時，機(jī)器周期大約為1μs。在接收部分，定時器／計數(shù)器1用來記錄機(jī)器周期的個數(shù)。當(dāng)記錄的機(jī)器周期個數(shù)在30～70之間時，可以確定接收到的是“O”(O的標(biāo)準(zhǔn)個數(shù)為50個)；當(dāng)記錄的機(jī)器周期個數(shù)在80～120之間時，確定接收到的是“1”(1的標(biāo)準(zhǔn)個數(shù)為100個)，其他情況按錯誤處理。
2．2 通信協(xié)議設(shè)計
在傳送的信息中，一部分是開鎖、閉鎖控制命令信號，另一部分是鑰匙密碼信息?？刂撇糠纸邮盏借€匙密碼信息，經(jīng)驗證與本機(jī)的密碼一致后可以執(zhí)行開鎖、閉鎖操作。采用異步通信方式，定義協(xié)議格式為起始位、鑰匙密碼信息位、開／關(guān)位、校驗位。其中，起始位為1位；鑰匙密碼信息為11位；開／關(guān)位為1位；校驗位為4位。當(dāng)起始位為“0時，表示一幀數(shù)據(jù)的開始，加上此后連續(xù)的16位為一幀數(shù)據(jù)。鑰匙信息共有2048種組合，開／關(guān)位為“1”，代表開鎖操作；開／關(guān)位為“0”，代表閉鎖操作；校驗位由11鑰匙信息位和1為開／關(guān)位共12位(由高到低4位為1組)經(jīng)2次異或操作得到。