基于51單片機的現場無電源電子密碼鎖設計

當單片機的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)，電機靜止；當開鎖時，單片機的P1．0，P1．3為高電平，P1．1，P1．2為低電平，Q4，Q5，Q10，Q11導通，Q6，Q7，Q8，Q9截止，V1為正，V2為負，電機正轉開鎖；當閉鎖時，單片機的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導通，V1為負，V2為正，電機反轉閉鎖。
在程序實現時，必須注意嚴禁P1．0，P1．1，P1．2，P1．3同時為高電平，即Q4，Q6，Q8，Q10同時處于導通狀態(tài)。
1．5 電機保護電路
直流變速電機執(zhí)行開鎖、閉鎖操作一定時間后，外部機械裝置會迫使電機停止轉動，如果不采取措施，會產生較大電流，損壞直流電機，所以保護電路是必不可少的。

保護電路由TLV2252運算放大器、電阻R4，R5，R6組成，電路如圖5所示。TLV2252的1IN+(引腳3)接R5，R6構成分壓電路；11N-(引腳2)接電阻R4，電阻R4串聯到電機倒向驅動電路的公共輸出端。當電機正常工作時，通過R4的電流較小，TLV2252的輸出(引腳1)經兩個反向驅動后送給單片機的P3．3，此時為“1”，進行正常的開關操作。當外部機械裝置迫使電機停止轉動時，由于直流電機負載過大，通過R4的電流較大，這時放大器TLV2522輸出經兩個反向驅動后送給單片機的P3．3，此時為“O”，利用此信號產生中斷信號，停止開鎖、閉鎖操作，以此起到對電機的保護作用。

2 軟件系統(tǒng)設計
系統(tǒng)軟件由控制部分主程序、數據接收程序、電機驅動程序、手持部分主程序、數據發(fā)送程序組成。控制部分與手持部分傳送開門、關門信號和鑰匙密碼信號，其中鑰匙密碼信號用1l位二進制數，具有較好的安全性。
2．1 數據“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。

當信號頻率為20 kHz時，代表傳輸為“O”；當信號頻率為10 kHz時，代表傳輸為“1”。當晶振為12 MHz時，機器周期大約為1μs。在接收部分，定時器／計數器1用來記錄機器周期的個數。當記錄的機器周期個數在30～70之間時，可以確定接收到的是“O”(O的標準個數為50個)；當記錄的機器周期個數在80～120之間時，確定接收到的是“1”(1的標準個數為100個)，其他情況按錯誤處理。
2．2 通信協議設計
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，經驗證與本機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，定義協議格式為起始位、鑰匙密碼信息位、開／關位、校驗位。其中，起始位為1位；鑰匙密碼信息為11位；開／關位為1位；校驗位為4位。當起始位為“0"時，表示一幀數據的開始，加上此后連續(xù)的16位為一幀數據。