基于PIC16C73B的電子門(mén)鎖簡(jiǎn)析

　　PIC16C73B是微芯公司生產(chǎn)的中檔8位單片機，它與另外兩個(gè)存儲IC——DS1302和24LC164/P共同構成電子門(mén)鎖的主控電路板，在接收到Flash閃存芯片(開(kāi)門(mén)鑰匙)發(fā)送的存儲信息后，驅動(dòng)微型電機旋轉撥開(kāi)鎖扣，使開(kāi)門(mén)把手可以轉動(dòng)從而實(shí)現開(kāi)門(mén)。

　　PIC16C73B體積小、功能強、8位A/D;“哈佛”結構，即數據存儲與程序指令分開(kāi)存儲的存儲器結構，運行時(shí)數據總線(xiàn)和程序總線(xiàn)可同時(shí)獲得數據和指令，使平均每條指令執行時(shí)間只需一個(gè)指令周期;工作頻率0—20MHz、豐富的外圍功能模塊、片內片外多種信號中斷機制和獨立“看門(mén)狗”電路、可靠地復位功能。這里的PIC16C73B是28腳雙列直插式IC，共有22個(gè)I/O口，是電子門(mén)鎖的主控芯片，負責開(kāi)門(mén)信號拾取、有效時(shí)間記錄、權限認定、驅動(dòng)執行等數據的處理。PIC16C73B的性能介紹和技術(shù)參數，請看微芯公司的官網(wǎng)，因篇幅關(guān)系這里就不作詳細介紹。

　　DS1302是是DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對年、月、日、周、日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計時(shí)，還具有閏年補償功能。是電子門(mén)鎖電路板的存儲IC，存有電子門(mén)鎖開(kāi)門(mén)、關(guān)門(mén)的具體時(shí)間、次數等使用數據資料。DS1302 與單片機之間可以簡(jiǎn)單地采用同步串行的方式通信,僅用到三根線(xiàn)，保存數據和時(shí)鐘信息時(shí)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、待機電流1μA。

　　24LC164/P 是電子門(mén)鎖電路板的又一存儲IC,存有電子門(mén)鎖獨有的鎖號、開(kāi)門(mén)密碼等，相當于該門(mén)鎖的身份識別數據。

　　開(kāi)門(mén)鑰匙——Flash閃存芯片密封在一個(gè)超薄的圓形金屬扣之內，其金屬內外殼類(lèi)似扣式電池的兩個(gè)電極，在接觸開(kāi)門(mén)探頭的時(shí)候，電子門(mén)鎖的主控電路通過(guò)金屬外殼與Flash閃存芯片電路接通并將其內部存儲的開(kāi)門(mén)鎖號、授權等級、有效時(shí)間等開(kāi)門(mén)信息輸送到PIC16C73B內。

　　PIC16C73B單片機的第21腳“探頭”接觸到開(kāi)門(mén)鑰匙后，迅速將門(mén)鎖內部存儲的信息與其進(jìn)行比對，符合開(kāi)門(mén)條件時(shí)，15、16腳分別輸出高、低電平(詳見(jiàn)電原理圖)，使三極管T3導通，T6則處于截止狀態(tài)，其后續的三極管T4導通、T7截止，微型電機接線(xiàn)端②呈現高電位、①為低電位，電流從②流向①，電機正轉——帶動(dòng)一蝸輪旋轉壓迫鋼絲運動(dòng)撥開(kāi)鎖扣，使開(kāi)門(mén)把手可以轉動(dòng)90度拉回鎖舌，打開(kāi)房間門(mén)，同時(shí)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(cháng)約1秒的“嘀--”聲;延時(shí)15秒鐘后，15、16腳反向，三極管T6導通、T3則處于截止狀態(tài)，后續的三極管T7導通、T4截止，接線(xiàn)端①呈現高電位、②為低電位，電流從①流向②，電機反轉——使鋼絲復位再次撥回鎖扣，使開(kāi)門(mén)把手回到鎖門(mén)狀態(tài)，綠色LED關(guān)閉。當客人進(jìn)入房間并反鎖房門(mén)時(shí)，11腳輸出高電平、12腳呈現高阻狀態(tài)，接線(xiàn)端③與⑥閉合，使3腳為低電平，開(kāi)門(mén)探頭接收到信號時(shí)LED顯示黃色，門(mén)鎖無(wú)其他動(dòng)作;當電池電壓下降到不能正常工作時(shí)，12腳輸出高電平、11腳呈現高阻狀態(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)為三端可調分流基準電壓源,為第5腳提供一個(gè)穩定和標準的參考電壓。

　　圖一 電子門(mén)鎖電原理圖

　　常見(jiàn)故障及其處理

　　用PIC16C73B控制的電子門(mén)鎖，具有低功耗、多功能和反應快捷等優(yōu)點(diǎn)，四節5號堿性電池，在正常使用(工作電流≯30mA、待機耗電≯50μA)情況下，時(shí)間可以長(cháng)達17—22個(gè)月;自動(dòng)記錄各種設定賦值、開(kāi)關(guān)門(mén)的時(shí)間與次數、開(kāi)過(guò)門(mén)的不同權限鑰匙的號碼、支持手動(dòng)開(kāi)門(mén)與反向鎖定、LED及時(shí)顯示鎖芯電路的工作狀態(tài)等;開(kāi)門(mén)響應時(shí)間≯1秒鐘、開(kāi)門(mén)后延時(shí)15秒重新鎖定關(guān)門(mén)把手。因此，對照這些基本特性，歸納、分析其常見(jiàn)故障及原因，大致有這么幾類(lèi)：

　　一、信息出錯

　　電子門(mén)鎖的信息出錯，門(mén)鎖肯定是不能正常工作的，但仔細分析后看來(lái)，這種錯誤絕大多數來(lái)源于外在的賦值或較長(cháng)時(shí)間沒(méi)用，導致內部的時(shí)鐘信息出錯。例如：時(shí)鐘數據有誤或丟失、開(kāi)門(mén)權限設置不對、內部時(shí)鐘信息不對等等，出現這類(lèi)故障時(shí)，綠色LED不是正常的長(cháng)亮，而是不停地閃亮，蜂鳴器不響;如果鎖號不對(即開(kāi)錯了門(mén))則只有LED短促的顯示一下黃色而沒(méi)有任何聲音。當出現這類(lèi)故障時(shí)，如果鑰匙的權限、時(shí)限設置不錯的話(huà)，需要用控制卡和標準時(shí)鐘賦值卡給門(mén)鎖主控板重新賦值，即可消除故障。

　　二、電源故障

　　當門(mén)鎖工作較長(cháng)時(shí)間后，電池組電壓下降到4V時(shí)，門(mén)鎖的工作就出現不穩定的狀況，

　　即門(mén)鎖的LED顯示紅色，開(kāi)門(mén)不能一次成功。由于門(mén)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，也還可以勉強工作十多次;當電池電壓進(jìn)一步下降到3.6V時(shí)，電子門(mén)鎖就不能正常工作了。出現不穩定狀況的一個(gè)明顯標志就是不能正常驅動(dòng)鎖內的電機正反轉，使開(kāi)、關(guān)門(mén)不順利，當完全不能開(kāi)、關(guān)門(mén)的情況出現時(shí)，就要立即更換電池了。

　　三、接觸不良

　　還有許多的故障是因為接觸不良、插件松動(dòng)所致。例如蜂鳴器時(shí)響時(shí)不響、指示LED時(shí)

　　亮時(shí)不亮、門(mén)鎖工作也是時(shí)有不正常，造成這種故障時(shí)，應從電池夾(盒)檢查起，依次是電源引線(xiàn)、濾波電容、引線(xiàn)排插、終端焊點(diǎn)和連接電機、蜂鳴器、三色LED等等。處理這類(lèi)的故障，主要就是采取針對性措施消除上述檢查時(shí)發(fā)現的問(wèn)題。

　　四、機械因素

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

　　兩端都暴露在外，而這個(gè)鎖殼又是嵌入到門(mén)梃中間的空隙中，稍有細小的異物落入門(mén)梃中，就極易卡住滑動(dòng)鎖扣，使門(mén)不能靈活開(kāi)關(guān);另外還有就是因為門(mén)鎖的固定螺絲松動(dòng)，使得原來(lái)正常的鎖舌與鎖頭的對位、鎖舌與鎖孔的對位發(fā)生偏移，導致門(mén)鎖開(kāi)關(guān)故障。對機械性故障則應遵循工作機構的配合和移動(dòng)關(guān)系予以排除。

　　其他的原因導致電子門(mén)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(shuō)明的是，由于商業(yè)的原因，本文不便提供PIC16C73B單片機的工作程序和元器件的規格及參數，還請各位見(jiàn)諒。