0 引言
隨著數字集成技術和電子設計自動化(EDA)技術的迅速發展，數字密碼鎖應運而生。它不但可以完成鎖具的基本功能，還能附加一些其他的智能，例如：報警、識別功能，數字密碼鎖具功能齊全，安全系數高，有機械鎖無可比擬的優越性，它的造價成本低，易于操作，越來越受到眾多客戶的青睞，可以優先占領市場有利份額。
1 數字密碼鎖的設計
我們常用的數字密碼鎖，主要由三部分構成；第一，數字密碼鎖顯示電路；第二，數字密碼鎖控制電路；第三，數字密碼鎖輸入電路。
1.1 數字密碼鎖輸入電路的設計
圖1是數字密碼鎖的輸入電路框圖，由鍵盤掃描電路、彈跳消除電路、鍵盤譯碼電路、按鍵數據緩沖器，加上外接一個4×4矩陣式鍵盤組成。
圖1 數字密碼鎖的輸入電路框圖
鍵盤電路提供鍵盤掃描信號。鍵盤上的每一個按鍵都是一個開關電路，當某鍵被按下時，該按鍵的節點會呈現邏輯0的狀態，反之未被按下時則呈現邏輯1的狀態。掃描信號由KY3—KYO進入鍵盤，其變化的順序為1110-1101-1011-0111-1110……周而復始。掃描信號1101代表掃描的為“4、5、6、改密”這一排按鍵，當4這個按鍵被按下時，由KX3～KX0讀出的值為0111。按鍵位置與數碼關系如表1所示。
表1 按鍵位置與數碼關系
如果從KX3～KX0讀出的值皆為1時代表該列沒有按鍵按下，則不進行按鍵譯碼的動作，反之，如果有按鍵按下時，則應將KX3～KX0讀出的值送至譯碼電路進行編碼。
1.2 密碼鎖輸入電路各主要功能模塊設計
1.2.1 時序產生電路在時序產生電路中最常用的是三種不同頻率的工作脈沖波形：鍵盤掃描信號、彈跳消除取樣信號，系統時鐘脈沖。其中第三種最為常用，它的使用頻率最高，是所有時鐘脈沖的源頭。
1.2.2 鍵盤掃描電路掃描電路的作用是用來提供鍵盤掃描信號（表l中的KY3~KYO）的，掃描信號變化的順序依次為1110-1101-1011-0111-1110……依序地周而復始。
1.2.3 彈跳消除電路彈跳消除電路如圖2所示，由于設計中采用的矩陣式鍵盤是機械開關結構，所以會在接觸點出現信號來回彈跳的現象。其使用的脈沖信號的頻率設定在128HZ。若采樣信號連續兩次或超過兩次檢測到高電平信號，說明按鍵狀態確實發生了變化，此時電路輸出一個時鐘周期的按鍵信號：如果沒有連續監測到兩次或超過兩次的高電平信號，那么將其當作抖動信號處理，用此電路來消除抖動。
圖2 彈跳消除模塊電路
1.2.4 鍵盤譯碼電路鍵盤按用途可以分為兩種：功能鍵和數字鍵，不同的區域負責不同的功能，每一個按鍵可負責不同的功能，但由于鍵盤所產生的數字信號無法被機器直接識別，所以我們需要經由鍵盤譯碼電路來幫助轉換，當鍵盤所按下的鍵是數字鍵時，則譯碼器會將它解碼成相對應的BCD碼；若鍵盤按下的是功能按鍵，則譯碼器會把它變成四位數的碼字，通過譯碼器的轉換，機器就能識別所有的信號，以方便相應動作的順利完成。
1.2.5 案件存儲電路按鍵存儲電路用來記錄整個鍵盤掃描信號，利用串行輸入/串行輸出移位寄存器構成，數據一個接著一個依序進來，輸出時采用先進先出順序，同樣是一個接一個依序輸出。
1.3 數字密碼鎖輸入電路的設計
數字密碼鎖的電路主要由按鍵數據的緩沖存儲電路，寄存器清除信號發生電路，數值比較電路和解鎖電路組成，如圖3所示。它主要完成對數字按鍵輸入和功能按鍵輸入的響應控制，是整個電路的控制中心。
圖3 數字密碼鎖控制部分結構圖
1.4 數字密碼鎖顯示電路的設計
本數字密碼鎖主要作用是將控制模塊的BCD碼輸出轉化成七段顯示編碼，再驅動數碼管顯示，它的顯示模塊比較簡單。其結構和模塊劃分如圖4所示。
圖4 數字密碼鎖輸出部分結構框圖
寄存器所存儲的數據經由數據選擇器送到譯碼電路，將其轉換成七段顯示器的顯示碼，傳送到七段顯示器，數據選擇與顯示管選擇必須同步。由于設計的是8位數的數字密碼鎖，一位十進制數需要4個二進制位表示，所以寄存器必須是32位的。因為是以掃描的方式輪流被點亮的，因此寄存器上的數據必須一組一組的分開傳送，每次送4個位。
2 結論
本文設計的數字密碼鎖克服了基于單片機的密碼鎖的可靠性較差的缺點，具有密碼設置、密碼輸入、密碼解鎖、密碼清除等功能的8位數字密碼鎖。它具有使用靈活、性能可靠、安全性強等優點。另外，我們可以在系統中加入語音提示模塊，在按下按鍵的同時給出語音提示，開啟或是關閉密碼鎖的同時給出語音提示，這樣就將滿足人們對產品人性化的要求。為了實現某一范圍內的集中式監控管理，我們還可以在智能密碼鎖在軟、硬件方面加以改動，它可構成智能化的分布式監控網絡，廣泛地應用于軍事、保險、金融等需要安全保護的行業。
核心關注：拓步ERP系統平臺是覆蓋了眾多的業務領域、行業應用，蘊涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業務管理理念，功能涉及供應鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業務領域的管理，全面涵蓋了企業關注ERP管理系統的核心領域，是眾多中小企業信息化建設首選的ERP管理軟件信賴品牌。
轉載請注明出處：拓步ERP資訊網http://www.guhuozai8.cn/
本文標題：基于EDA技術的數字密碼鎖設計
相關文章
