基于PIC16C73B的電子門鎖簡析

　　PIC16C73B是微芯公司生產(chǎn)的中檔8位單片機(jī)，它與另外兩個存儲IC——DS1302和24LC164/P共同構(gòu)成電子門鎖的主控電路板，在接收到Flash閃存芯片(開門鑰匙)發(fā)送的存儲信息后，驅(qū)動微型電機(jī)旋轉(zhuǎn)撥開鎖扣，使開門把手可以轉(zhuǎn)動從而實(shí)現(xiàn)開門。

　　PIC16C73B體積小、功能強(qiáng)、8位A/D;“哈佛”結(jié)構(gòu)，即數(shù)據(jù)存儲與程序指令分開存儲的存儲器結(jié)構(gòu)，運(yùn)行時數(shù)據(jù)總線和程序總線可同時獲得數(shù)據(jù)和指令，使平均每條指令執(zhí)行時間只需一個指令周期;工作頻率0—20MHz、豐富的外圍功能模塊、片內(nèi)片外多種信號中斷機(jī)制和獨(dú)立“看門狗”電路、可靠地復(fù)位功能。這里的PIC16C73B是28腳雙列直插式IC，共有22個I/O口，是電子門鎖的主控芯片，負(fù)責(zé)開門信號拾取、有效時間記錄、權(quán)限認(rèn)定、驅(qū)動執(zhí)行等數(shù)據(jù)的處理。PIC16C73B的性能介紹和技術(shù)參數(shù)，請看微芯公司的官網(wǎng)，因篇幅關(guān)系這里就不作詳細(xì)介紹。

　　DS1302是是DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗的實(shí)時時鐘電路，它可以對年、月、日、周、日、時、分、秒進(jìn)行計(jì)時，還具有閏年補(bǔ)償功能。是電子門鎖電路板的存儲IC，存有電子門鎖開門、關(guān)門的具體時間、次數(shù)等使用數(shù)據(jù)資料。DS1302 與單片機(jī)之間可以簡單地采用同步串行的方式通信,僅用到三根線，保存數(shù)據(jù)和時鐘信息時功率小于1mW。

　　24LC164/P 是微芯公司生產(chǎn)的CMOS低功耗存儲IC，正常工作電流1mA、待機(jī)電流1μA。

　　24LC164/P 是電子門鎖電路板的又一存儲IC,存有電子門鎖獨(dú)有的鎖號、開門密碼等，相當(dāng)于該門鎖的身份識別數(shù)據(jù)。

　　開門鑰匙——Flash閃存芯片密封在一個超薄的圓形金屬扣之內(nèi)，其金屬內(nèi)外殼類似扣式電池的兩個電極，在接觸開門探頭的時候，電子門鎖的主控電路通過金屬外殼與Flash閃存芯片電路接通并將其內(nèi)部存儲的開門鎖號、授權(quán)等級、有效時間等開門信息輸送到PIC16C73B內(nèi)。

　　PIC16C73B單片機(jī)的第21腳“探頭”接觸到開門鑰匙后，迅速將門鎖內(nèi)部存儲的信息與其進(jìn)行比對，符合開門條件時，15、16腳分別輸出高、低電平(詳見電原理圖)，使三極管T3導(dǎo)通，T6則處于截止?fàn)顟B(tài)，其后續(xù)的三極管T4導(dǎo)通、T7截止，微型電機(jī)接線端②呈現(xiàn)高電位、①為低電位，電流從②流向①，電機(jī)正轉(zhuǎn)——帶動一蝸輪旋轉(zhuǎn)壓迫鋼絲運(yùn)動撥開鎖扣，使開門把手可以轉(zhuǎn)動90度拉回鎖舌，打開房間門，同時11腳輸出高電平、12腳輸出低電平使三極LED顯示綠色(三極LED另文詳述)、13腳所接的蜂鳴器發(fā)出長約1秒的“嘀--”聲;延時15秒鐘后，15、16腳反向，三極管T6導(dǎo)通、T3則處于截止?fàn)顟B(tài)，后續(xù)的三極管T7導(dǎo)通、T4截止，接線端①呈現(xiàn)高電位、②為低電位，電流從①流向②，電機(jī)反轉(zhuǎn)——使鋼絲復(fù)位再次撥回鎖扣，使開門把手回到鎖門狀態(tài)，綠色LED關(guān)閉。當(dāng)客人進(jìn)入房間并反鎖房門時，11腳輸出高電平、12腳呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，接線端③與⑥閉合，使3腳為低電平，開門探頭接收到信號時LED顯示黃色，門鎖無其他動作;當(dāng)電池電壓下降到不能正常工作時，12腳輸出高電平、11腳呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，LED顯示紅色，提示更換新的電池。電路中的R7-9和R11構(gòu)成第1-3腳和第5腳的上拉電阻，第5腳所接的S1(TL431C)為三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電壓源,為第5腳提供一個穩(wěn)定和標(biāo)準(zhǔn)的參考電壓。

　　圖一 電子門鎖電原理圖

　　常見故障及其處理

　　用PIC16C73B控制的電子門鎖，具有低功耗、多功能和反應(yīng)快捷等優(yōu)點(diǎn)，四節(jié)5號堿性電池，在正常使用(工作電流≯30mA、待機(jī)耗電≯50μA)情況下，時間可以長達(dá)17—22個月;自動記錄各種設(shè)定賦值、開關(guān)門的時間與次數(shù)、開過門的不同權(quán)限鑰匙的號碼、支持手動開門與反向鎖定、LED及時顯示鎖芯電路的工作狀態(tài)等;開門響應(yīng)時間≯1秒鐘、開門后延時15秒重新鎖定關(guān)門把手。因此，對照這些基本特性，歸納、分析其常見故障及原因，大致有這么幾類：

　　一、信息出錯

　　電子門鎖的信息出錯，門鎖肯定是不能正常工作的，但仔細(xì)分析后看來，這種錯誤絕大多數(shù)來源于外在的賦值或較長時間沒用，導(dǎo)致內(nèi)部的時鐘信息出錯。例如：時鐘數(shù)據(jù)有誤或丟失、開門權(quán)限設(shè)置不對、內(nèi)部時鐘信息不對等等，出現(xiàn)這類故障時，綠色LED不是正常的長亮，而是不停地閃亮，蜂鳴器不響;如果鎖號不對(即開錯了門)則只有LED短促的顯示一下黃色而沒有任何聲音。當(dāng)出現(xiàn)這類故障時，如果鑰匙的權(quán)限、時限設(shè)置不錯的話，需要用控制卡和標(biāo)準(zhǔn)時鐘賦值卡給門鎖主控板重新賦值，即可消除故障。

　　二、電源故障

　　當(dāng)門鎖工作較長時間后，電池組電壓下降到4V時，門鎖的工作就出現(xiàn)不穩(wěn)定的狀況，

　　即門鎖的LED顯示紅色，開門不能一次成功。由于門鎖的工作是間歇式，而且功耗又很低，所以，即使LED剛顯示紅色，也還可以勉強(qiáng)工作十多次;當(dāng)電池電壓進(jìn)一步下降到3.6V時，電子門鎖就不能正常工作了。出現(xiàn)不穩(wěn)定狀況的一個明顯標(biāo)志就是不能正常驅(qū)動鎖內(nèi)的電機(jī)正反轉(zhuǎn)，使開、關(guān)門不順利，當(dāng)完全不能開、關(guān)門的情況出現(xiàn)時，就要立即更換電池了。

　　三、接觸不良

　　還有許多的故障是因?yàn)榻佑|不良、插件松動所致。例如蜂鳴器時響時不響、指示LED時

　　亮?xí)r不亮、門鎖工作也是時有不正常，造成這種故障時，應(yīng)從電池夾(盒)檢查起，依次是電源引線、濾波電容、引線排插、終端焊點(diǎn)和連接電機(jī)、蜂鳴器、三色LED等等。處理這類的故障，主要就是采取針對性措施消除上述檢查時發(fā)現(xiàn)的問題。

　　四、機(jī)械因素

　　電子門鎖的機(jī)械性故障主要就是滑動鎖扣的滑動受阻，由于該鎖扣是橫穿門鎖鎖殼的，

　　兩端都暴露在外，而這個鎖殼又是嵌入到門梃中間的空隙中，稍有細(xì)小的異物落入門梃中，就極易卡住滑動鎖扣，使門不能靈活開關(guān);另外還有就是因?yàn)殚T鎖的固定螺絲松動，使得原來正常的鎖舌與鎖頭的對位、鎖舌與鎖孔的對位發(fā)生偏移，導(dǎo)致門鎖開關(guān)故障。對機(jī)械性故障則應(yīng)遵循工作機(jī)構(gòu)的配合和移動關(guān)系予以排除。

　　其他的原因?qū)е码娮娱T鎖的故障，與本文的主題關(guān)系不密切，就不在這里討論了;另需

　　說明的是，由于商業(yè)的原因，本文不便提供PIC16C73B單片機(jī)的工作程序和元器件的規(guī)格及參數(shù)，還請各位見諒。