Электронный кодовый ключ К1233КТ2 - Это миниатюрный энергонезависимый носитель уникального 28-битового кода. Микросхема предназначена для работы в системах контроля и управления доступом (СКУД) контактного вида. На ее основе возможно изготовление пластиковых карт, брелоков, браслетов, ключей к электронным замкам с индивидуальным кодовым номером.
Микросхема может быть применена для идентификации инструмента, незавершенной продукции и их инвентаризации в системах автоматизированного управления производственными процессами.
По функциональному назначению микросхему К1233КТ2 следует считать дешевой альтернативой популярному ключу DS1990A фирмы "Dallas Semiconductor" [1; 2], широко используемому в современных домофонах и замковых устройствах, хотя она и отличается как протоколом формирования кода, так и числом кодовых комбинаций.
Программирование ключа (введение индивидуального кода) выполняется в процессе его изготовления.
Рис.1.
Микросхемы выпускают в миниатюрных пластмассовых корпусах КТ-26 (ТО-92) - для обычного монтажа - К1233КТ2П (рис. 1)
КТ-47(ЗОТ-89) - для поверхностного - К1233КТ2Т {рис. 1,6).
Рис.2.
Цоколевка ключа: 1 - вход; 2 - корпус (не используется); 3 - общий провод.
В типовом включении вывод 2 остается свободным, но может быть соединен с выводом 3.
Соединение выводов 1 и 2 может привести к выходу ключа из строя.
Основные технические характеристики.
Потребляемый ток, мА, при сигнале низкого уровня
не менее .................0,6
не более .................2,2
Потребляемый ток, мА, при сигнале низкого уровня и
температуре 25±10 °С
не менее .................0,8
не более ...................2
Разность потребляемого тока, мА, при сигнале высокого и низкого уровней
не менее .................0,5
не более .................3,3
Разность потребляемого тока, мА, при сигнале высокого и низкого уровней и температуре 25±10°С
не менее .................0,8
не более ...................3
Период передачи одного бита, мкс
не менее..................50
не более . . .230
Период передачи одного бита, мкс, при температуре 25±10°С
не менее ..................80
не более .................200
Длительность импульса низкого уровня, не более ......0,4
*Тn1,
Длительность импульса высокого уровня, не менее .. .0,6*Т
n1,
При напряжении питания 1,4 В и температуре -40...+85 "С. если она не указана специально.
Предельно допустимые значения
.
Наибольшее входное постоянное напряжение, В ...........3
Наибольшее входное постоянное минусовое напряжение, В....................0,8
Наибольший потребляемый
ток, мА ....
..................15
Рабочий интервал температуры окружающей среды, - 40...+85
Наибольшее напряжение статического электричества, В ....................4000
На рис. 3 представлены зависимости потребляемого тока при сигналах высокого 1 и низкого 2 уровней от постоянного входного напряжения.
Рис.3.
На рис. 4 - минусовая ветвь входной характеристики (она условно изображена в координатах первого квадранта).
Рис.4.
Структурная схема ключа К1233КТ2 изображена на рис. 5.
Запрограммированный индивидуальный код хранится в шифраторе - мультиплексоре.
Работа устройства тактирована импульсами генератора.
Рис.5.
С выхода формирователя временной диаграммы информация в последовательном коде поступает на выходной транзистор VT1, который через резистор R1 подключен к выводам 1 и 3. Цепи питания и передачи информации объединены, что позволяет для соединения ключа с внешним узлом обойтись всего двумя проводами.
При подаче на микросхему напряжения питания включается внутренний генератор, узел обнуления приводит формирователь временной диаграммы в исходное состояние и следует передача кода, начиная с синхронизирующего бита. В соответствии с запрограммированным кодом микросхема меняет свое сопротивление, вызывая изменение потребляемого тока. Сопротивление изменяется скачкообразно, принимая два дискретных значения.
Код микросхема воспроизводит циклически (рис. 6) со скоростью один бит за период Т, тактового генератора.
Рис.6.
Цикл состоит из синхронизирующего бита СБ, трехразрядного стартового слова СС и четырех восьмиразрядных кодовых слов КС двоичного кода, каждое из которых содержит бит контроля четности БЧ.
Передача синхронизирующего бита представляет собой удержание потребляемого тока на высоком уровне в течение целого периода Тт, тактового генератора, а каждый бит стартового и кодовых слов - последовательное удержание потребляемого тока сначала на низком уровне в течение времени Ти, а затем на высоком в течение времени Тт-Ти. При этом длительность высокого уровня Ти1, приблизительно равна двум третям Тт а низкого Ти0 - одной трети Тт. Иначе говоря, по длительности уровни отличаются вдвое.
Трехразрядное стартовое слово содержит порядковый номер разработки (2х10 = 010х2) без контроля на четность. Каждое кодовое слово содержит 7 бит кода и бит контроля четности, который дополняет слово кода до четного числа единиц в слове.
Таким образом, одна кодовая посылка объемом в 36 разрядов (длительность - 2,9...7,2 мс в зависимости от частоты тактового генератора) содержит 7x4=28 информационных бит, что соответствует 228=268 435 456 комбинациям кода. Условно принимают, что код начинается с младшего бита. Дополнение до четности двоичного кода позволяет легко организовать проверку достоверности считанного с микросхемы кода.
Использование чередования уровней тока для передачи информации позволяет снизить требования к контактному и переходному сопротивлению цепи считывания. Генерация ключом кодовых посылок продолжается до тех пор, пока он подключен к источнику питания.
Описанный способ передачи кодовой посылки приводит к необходимости стабилизации питающего напряжения. В противном случае, например, при питании от источника постоянного напряжения через токосъемный резистор, период передачи логических нуля и единицы будет непостоянным, что может затруднить синхронизацию и считывание кода.
Схема простейшего узла считывания кода электронного ключа изображена на рис.7.
Рис.7.
Кодовая посылка снимается с нагрузочного резистора R3 в коллекторной цепи транзистора VT1. На этом транзисторе собран параметрический стабилизатор напряжения с образцовым источником R1VD1R2. Снятая кодовая посылка через компаратор поступает на дешифрующий микроконтроллер.
Для уменьшения общего числа элементов замкового устройства целесообразно использовать микроконтроллер со встроенным аналоговым компаратором.
Контроллер отыскивает в кодовой последовательности, сформированной ключом, синхронизирующий бит - он отличается от всех других тем, что соответствует высокому уровню в течение всего периода внутреннего тактового генератора ключа. Для облегчения синхронизации контроллер может на короткое время снять с ключа питание. После восстановления питания формирование циклической кодовой последовательности начнется с синхронизирующего бита.
А. ШЕСТАКОВ, В. СМИРНОВ
Литература:
1 Синюткин А. Электронный замок на ключах -"таблетках" iButton. - Радио, 2001, № 2. с. 31-33; № 3, с. 30,31.
2. Синюткин А. Обзор устройств семейства iButton. - Радио, 2001, № 6, с. 49, 50.
