平頂山工學院 張曉杰 何國鋒

微機防誤閉鎖系統(tǒng)的電腦鑰匙用于在操作過程中接收五防主機發(fā)出的操作票，然后按照操作票內容依次對電編碼鎖和機械編碼鎖進行解鎖操作，即對運行人員的實際操作進行監(jiān)控。操作過程中，電腦鑰匙給出操作提示，運行人員應按照電腦鑰匙的提示逐步進行正確操作。若運行人員的實際操作與電腦鑰匙的提示不符，則電腦鑰匙將發(fā)出報警并強制閉鎖，從而有效避免誤操作事故的發(fā)生。

1 電腦鑰匙工作流程

電腦鑰匙的數(shù)據(jù)傳輸流程如圖1所示。

2 電腦鑰匙的工作原理與實現(xiàn)

圖2為電腦鑰匙的硬件系統(tǒng)框圖。

硬件系統(tǒng)電路包含以下幾部分：開關電路、I／O口擴展控制電路、驗電、采碼、電源監(jiān)視、語音及紅外光電傳感器等電路。

2.1 開關電路的實現(xiàn)

圖3為開關電路。

當開關確認鍵K0未按下時，繼電器TQ2-L2(雙觸點)的7、8端相連，3、4端相連。晶體管Vl(PNP)的基極通過R1下拉電阻接地，電阻R1無電流通過，基極相當于直接接地，為低電位。當開關確認鍵K0按下時，Kon2為高電位，R1兩端具有電位差生成電流，基極變?yōu)楦唠娢�，晶體管PNP開始工作(相當于IC為IB控制的電流源)，E極與C極導通，7、8端接地。線圈6(GND)-l0(VIN+)端具有電位差而吸合，7、8跳開，8、9吸合；3、4跳開，2、3吸合。整個過程的目的就是輸出端2與3連接電池正極，從而向低電壓線性穩(wěn)壓器MAX1818輸出電池正電壓。

線圈5-1的5端R3_SET平時為高電位；置0時，線圈5-1兩端有電位差，使得7、8端相連，3、4端相連，從而達到關機的目的。

2.2 I／O口擴展控制電路的實現(xiàn)

圖4為I／O口擴展控制電路。因為此電路外設電路模塊數(shù)量較多，且都是具有新型的串行外圍接口的器件，要求單片機具有相應的串行口實現(xiàn)功能，所以采用模擬傳送技術，用單片機的通用I／O口來模擬串行接口，實現(xiàn)對外圍器件的讀／寫／片選／時序的控制，就能使目前具有串行接口的外圍器件應用在單片機系統(tǒng)中。這種模擬傳送方式消除了串行擴展的局限性，擴大了各類串行擴展接口器件的應用范圍。

單片機經(jīng)P2.5口與2個具有8位移位寄存器、輸出鎖存的6B595和74HC595A芯片構成一個16位的串行輸入并行輸出的移位寄存器，具有高阻關斷狀態(tài)的I／O口擴展控制電路。

控制數(shù)據(jù)從MCU的P2.5口輸出傳人6B595的SERIN口，再由SEROUT口把高8位傳人SERIAL口，使得6B595內存中有控制數(shù)據(jù)的低8位，74HC595A內存中有控制數(shù)據(jù)的高8位。6B595由DMOS驅動，74HC595A由CMOS驅動，所以不需要外接驅動即可商接驅動，并且其輸出鎖存、移位時不會影響輸出。

6B595驅動能力強，可控制大功率的器件，如開關TQ2-L2等。74HC595A驅動能力弱，可控制功耗小的芯片，如時鐘電路的片選、Flash ROM的片選和硬件寫保護及液晶電路的背光控制。

2.3驗電功能的實現(xiàn)

圖5所示為驗電檢測電路。

當電腦鑰匙嵌入到工作回路現(xiàn)場時，現(xiàn)場的回路有正反兩種可能，所以在AA端并入兩條各由3個大小相同、方向相反的整流二極管支路。每個二極管的壓降為0.7 V，3個形成2.1 V的壓降。電流整流后變?yōu)橹绷�。PS2505_l為光電耦合器，無電流時，3-4端斷路，4端通過上拉電阻R1與圖7中V