0 引言

    隨著數(shù)字集成技術(shù)和電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)字密碼鎖應(yīng)運(yùn)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(bào)警、識(shí)別功能，數(shù)字密碼鎖具功能齊全，安全系數(shù)高，有機(jī)械鎖無可比擬的優(yōu)越性，它的造價(jià)成本低，易于操作，越來越受到眾多客戶的青睞，可以優(yōu)先占領(lǐng)市場(chǎng)有利份額。

1 數(shù)字密碼鎖的設(shè)計(jì)

    我們常用的數(shù)字密碼鎖，主要由三部分構(gòu)成；第一，數(shù)字密碼鎖顯示電路；第二，數(shù)字密碼鎖控制電路；第三，數(shù)字密碼鎖輸入電路。

    1.1 數(shù)字密碼鎖輸入電路的設(shè)計(jì)

    圖1是數(shù)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(shù)據(jù)緩沖器，加上外接一個(gè)4×4矩陣式鍵盤組成。

    圖1 數(shù)字密碼鎖的輸入電路框圖

    鍵盤電路提供鍵盤掃描信號(hào)。鍵盤上的每一個(gè)按鍵都是一個(gè)開關(guān)電路，當(dāng)某鍵被按下時(shí)，該按鍵的節(jié)點(diǎn)會(huì)呈現(xiàn)邏輯0的狀態(tài)，反之未被按下時(shí)則呈現(xiàn)邏輯1的狀態(tài)。掃描信號(hào)由KY3—KYO進(jìn)入鍵盤，其變化的順序?yàn)?110-1101-1011-0111-1110……周而復(fù)始。掃描信號(hào)1101代表掃描的為“4、5、6、改密”這一排按鍵，當(dāng)4這個(gè)按鍵被按下時(shí)，由KX3～KX0讀出的值為0111。按鍵位置與數(shù)碼關(guān)系如表1所示。

    表1 按鍵位置與數(shù)碼關(guān)系

    如果從KX3～KX0讀出的值皆為1時(shí)代表該列沒有按鍵按下，則不進(jìn)行按鍵譯碼的動(dòng)作，反之，如果有按鍵按下時(shí)，則應(yīng)將KX3～KX0讀出的值送至譯碼電路進(jìn)行編碼。

    1.2 密碼鎖輸入電路各主要功能模塊設(shè)計(jì)

    1.2.1 時(shí)序產(chǎn)生電路在時(shí)序產(chǎn)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(hào)、彈跳消除取樣信號(hào)，系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖。其中第三種最為常用，它的使用頻率最高，是所有時(shí)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(hào)（表l中的KY3~KYO）的，掃描信號(hào)變化的順序依次為1110-1101-1011-0111-1110……依序地周而復(fù)始。

    1.2.3 彈跳消除電路彈跳消除電路如圖2所示，由于設(shè)計(jì)中采用的矩陣式鍵盤是機(jī)械開關(guān)結(jié)構(gòu)，所以會(huì)在接觸點(diǎn)出現(xiàn)信號(hào)來回彈跳的現(xiàn)象。其使用的脈沖信號(hào)的頻率設(shè)定在128HZ。若采樣信號(hào)連續(xù)兩次或超過兩次檢測(cè)到高電平信號(hào)，說明按鍵狀態(tài)確實(shí)發(fā)生了變化，此時(shí)電路輸出一個(gè)時(shí)鐘周期的按鍵信號(hào)：如果沒有連續(xù)監(jiān)測(cè)到兩次或超過兩次的高電平信號(hào)，那么將其當(dāng)作抖動(dòng)信號(hào)處理，用此電路來消除抖動(dòng)。

    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(shù)字鍵，不同的區(qū)域負(fù)責(zé)不同的功能，每一個(gè)按鍵可負(fù)責(zé)不同的功能，但由于鍵盤所產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)無法被機(jī)器直接識(shí)別，所以我們需要經(jīng)由鍵盤譯碼電路來幫助轉(zhuǎn)換，當(dāng)鍵盤所按下的鍵是數(shù)字鍵時(shí)，則譯碼器會(huì)將它解碼成相對(duì)應(yīng)的BCD碼；若鍵盤按下的是功能按鍵，則譯碼器會(huì)把它變成四位數(shù)的碼字，通過譯碼器的轉(zhuǎn)換，機(jī)器就能識(shí)別所有的信號(hào)，以方便相應(yīng)動(dòng)作的順利完成。

    1.2.5 案件存儲(chǔ)電路按鍵存儲(chǔ)電路用來記錄整個(gè)鍵盤掃描信號(hào)，利用串行輸入/串行輸出移位寄存器構(gòu)成，數(shù)據(jù)一個(gè)接著一個(gè)依序進(jìn)來，輸出時(shí)采用先進(jìn)先出順序，同樣是一個(gè)接一個(gè)依序輸出。

    1.3 數(shù)字密碼鎖輸入電路的設(shè)計(jì)

    數(shù)字密碼鎖的電路主要由按鍵數(shù)據(jù)的緩沖存儲(chǔ)電路，寄存器清除信號(hào)發(fā)生電路，數(shù)值比較電路和解鎖電路組成，如圖3所示。它主要完成對(duì)數(shù)字按鍵輸入和功能按鍵輸入的響應(yīng)控制，是整個(gè)電路的控制中心。

    圖3 數(shù)字密碼鎖控制部分結(jié)構(gòu)圖

    1.4 數(shù)字密碼鎖顯示電路的設(shè)計(jì)

    本數(shù)字密碼鎖主要作用是將控制模塊的BCD碼輸出轉(zhuǎn)化成七段顯示編碼，再驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示，它的顯示模塊比較簡(jiǎn)單。其結(jié)構(gòu)和模塊劃分如圖4所示。

    圖4 數(shù)字密碼鎖輸出部分結(jié)構(gòu)框圖

    寄存器所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)經(jīng)由數(shù)據(jù)選擇器送到譯碼電路，將其轉(zhuǎn)換成七段顯示器的顯示碼，傳送到七段顯示器，數(shù)據(jù)選擇與顯示管選擇必須同步。由于設(shè)計(jì)的是8位數(shù)的數(shù)字密碼鎖，一位十進(jìn)制數(shù)需要4個(gè)二進(jìn)制位表示，所以寄存器必須是32位的。因?yàn)槭且話呙璧姆绞捷喠鞅稽c(diǎn)亮的，因此寄存器上的數(shù)據(jù)必須一組一組的分開傳送，每次送4個(gè)位。

2 結(jié)論

    本文設(shè)計(jì)的數(shù)字密碼鎖克服了基于單片機(jī)的密碼鎖的可靠性較差的缺點(diǎn)，具有密碼設(shè)置、密碼輸入、密碼解鎖、密碼清除等功能的8位數(shù)字密碼鎖。它具有使用靈活、性能可靠、安全性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。另外，我們可以在系統(tǒng)中加入語音提示模塊，在按下按鍵的同時(shí)給出語音提示，開啟或是關(guān)閉密碼鎖的同時(shí)給出語音提示，這樣就將滿足人們對(duì)產(chǎn)品人性化的要求。為了實(shí)現(xiàn)某一范圍內(nèi)的集中式監(jiān)控管理，我們還可以在智能密碼鎖在軟、硬件方面加以改動(dòng)，它可構(gòu)成智能化的分布式監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，廣泛地應(yīng)用于軍事、保險(xiǎn)、金融等需要安全保護(hù)的行業(yè)。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

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本文標(biāo)題：基于EDA技術(shù)的數(shù)字密碼鎖設(shè)計(jì)

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