курсовой проект / Ключ-таблетка / Измерительная техника

Измерительная техника является объектом широкого и эффективного внедрения микропроцессорной техники. Использование встроенных в измерительную аппаратуру микропроцессорных устройств (МПУ) и микроЭВМ позволило существенно улучшить характеристики приборов (точность, надежность, экономичность и другое). Появилась возможность осуществления автоматизации статистической обработки результатов измерений, разрабатываются и выпускаются «интеллектуальные» приборы – полностью автоматизированные, радикально повышающие производительность труда и позволяющие решать совершенно новые задачи.

Целью курсового проекта является анализ охранного устройства с управлением ключами – «таблетками», использующееся в охранных системах.

На сегодняшний день является актуальной проблема охраны имущества (квартиры, гаража, офиса и другое). Поэтому необходимо разрабатывать устройства, призванные обеспечить должную степень надёжности в охране имущества. В данном курсовом рассматривается охранное устройство с управлением ключами – «таблетками», которое включает функции электронного замка и охранной сигнализации, так как подобрать код к данному устройству практически не возможно.

Охранное устройство с управлением ключами – «таблетками» позволяет:

– выполнять функции охранной сигнализации;

– включать освещение при движении человека в помещении и при открывании входной двери.

Основой служит микроконтроллер PIC16F84. В его программе предусмотрено автоматическое восстановление нормальной работы после случайных сбоев.

Постановку на охрану и снятие с нее производят с помощью электронных ключей-“таблеток” iButton DS1990.

Код, записанный в “таблетке”, невозможно изменить. Он имеет 280 триллионов вариантов, что практически исключает возможность подборки ключа.

Контактное устройство Х1, которого нужно коснуться ключом, чтобы включить или выключить охрану, располагают в любом удобном месте, например, на косяке двери.

Светодиод HL1 служит для контроля состояния прибора. По нему можно определить, включен ли режим охраны, срабатывала ли сигнализация за прошедшее с момента ее включения время.

Охранный шлейф, условно показанный на схеме как выключатель SA3, – последовательно соединенные выходные контакты ИК датчика движения и установленного на двери герконового датчика СМК. Если датчика движения нет, прибор будет реагировать только на открывание двери.

Постановка на охрану будет подтверждена коротким звуком сирены НА1 и вспышкой светодиода HL1. Но фактически охрана будет включена только после восстановления замкнутого состояния шлейфа (если последний был разомкнут). Это дает возможность “хозяину” уйти из помещения и закрыть за собой дверь, не вызвав ложной тревоги.

В режиме охраны светодиод HL1 горит, освещение выключено. Нарушение шлейфа приводит к включению на 3 минуты сирены НА1 и миганию светодиода HL1.

Микроконтроллер PIC16F84 подгруппы PIC16F8X относится к семейству 8-разрядных КМОП микроконтроллеров группы PIC16CXXX, для которых характерны низкая стоимость, полностью статическая КМОП-технология и высокая производительность.

Архитектура основана на концепции раздельных шин и областей памяти для данных и для команд (гарвардская архитектура). Архитектура микроконтроллера представлена на приложении А. Шина данных и память данных (ОЗУ) – имеют ширину 8 бит, а программная шина и программная память (ПЗУ) имеют ширину 14 бит. Такая концепция обеспечивает простую, но мощную систему команд, разработанную так, что битовые, байтовые и регистровые операции работают с высокой скоростью и с перекрытием по времени выборок команд и циклов выполнения. 14-битовая ширина программной памяти обеспечивает выборку 14-битовой команды в один цикл. Двухступенчатый конвейер обеспечивает одновременную выборку и исполнение команды. Все команды выполняются за один цикл, исключая команды переходов.

Микроконтроллеры PIC16F84 адресует 1Кх14 памяти программ. Вся память программ является внутренней.

Микроконтроллер может прямо или косвенно обращаться к регистрам или памяти данных. Все регистры специальных функций, включая счетчик команд, отображаются на память данных. Ортогональная (симметричная) система команд позволяет выполнять любую команду над любым регистром с использованием произвольного метода адресации. Ортогональная архитектура и отсутствие специальных исключений делает программирование МК группы PIC16F8X простым и эффективным.

Микроконтроллер содержит 8-разрядное АЛУ и рабочий регистр W. АЛУ является арифметическим модулем общего назначения и выполняет арифметические и логические функции над содержимым рабочего регистра и любого из регистров контроллера. АЛУ может выполнять операции сложения, вычитания, сдвига и логические операции. Если не указано иное, то арифметические операции выполняются в дополнительном двоичном коде.

Микроконтроллер PIC6F84 имеет энергонезависимую память данных 64х8 EEPROM бит, которая допускает запись и чтение во время нормальной работы (во всем диапазоне питающих напряжений).

Вывод RA2 – выход на звуковую сирену HA1, которая выдаёт звуковой сигнал при различных работах охранного устройства с управлением ключами – «таблетками».

Вывод RA3 – выход на светодиод HL1, который выдаёт световой сигнал при различных работах охранного устройства с управлением ключами – «таблетками».

Вывод MCLR – сброс микроконтроллера при включении питания устройства. Сброс осуществляется низким уровнем сигнала.

Вывод RB0 – соединяется с контактным устройством X1, к которому подключается ключ – «таблетка».

Вывод RB3 – соединяется с контактами выключателя SA3, который является выходным выключателем различных охранных устройств (ИК – датчик движения, герконовый контакт и так далее).

Выводы RA1, RA0 – выходы на оптопару, которая коммутирует нагрузку.

Выводы OSC1, OSC2 – входы подключения резонатора ZQ1, который определяет тактовую частоту микроконтроллера.

Вывод RB4 – вход с выключателя SA1, который осуществляет регистрацию ключей – «таблеток» в памяти микроконтроллера.

Вывод RB5 – вход с выключателя SA2, который осуществляет стирание памяти микроконтроллера о зарегистрированных ключах – «таблетках».

Вывод 14 – подключается к питанию микроконтроллера + 5 В.

Вывод 5 – подключается к общему выводу.

Данная программа содержит несколько подпрограмм:

Подпрограмма сирены. Включает сирену при нарушении цепи.

Подпрограмма включения света. Включает свет.

Подпрограмма анализа ключей – «таблеток». Проверяет код ключа и сравнивает его с набором кодов, имеющихся в памяти микроконтроллера.

В данном курсовом проекте рассмотрено охранное устройство с управлением ключами – «таблетками».

Описанное устройство можно использовать в качестве охранной сигнализации гаражей, офисов различных фирм, квартир, складов и других помещений. Также оно может выполнять функцию включения освещения при движении человека в помещении и при открывании входной двери. Все это требует внесения минимальных изменений в программу управления.

В данном курсовом проекте разработана управляющая программа для охранного устройства с управлением ключами – «таблетками».