一种新型电子机械门锁

　　本文介绍的这种门锁，既可,单独作为电子密码锁使用，又可作为机械锁使用，还可作为电子机械锁使用。作为电子锁使用时，只要通过按键，输入正确的密码，就能将锁打开，不需要使用钥匙；作为机械锁使用时，只要使用钥匙就能将锁打开，不需输入密码；作为电子机械锁使用时，必须输入正确的开锁密码，同时插入钥匙，才能开锁。该锁结构简单，使用方便，密码可随时改变，具有限时复位、按错键复位等功能及电压范围宽、抗干扰能力强等特点。该锁的工作电压为4.5?7.5V,平时使用市电供电，停电时起用备用电池。这种新型电子机械锁可广泛用于宾馆、仓库、家庭、保险柜等门锁。本文简要介绍它的机械结构和电子电路的工作原理。

　　一、机械结构及工作原理该锁由锁体、电磁机构、电子电路、键盘等四部分组成。图1画出了锁体钥匙头及电磁机构的结构示

　　意图。锁体钥匙头的结构与一般弹子门锁的结构相似，所不同的是弹子(即销钉)的安装形式及控制方法不同。这些销钉不是完全由钥匙的牙顶起的，其中有些销钉是由电磁机构吸合提起的，而且这些销钉可以随意取出。示意图中只画出三个销钉，有两个是由钥&牙顶起的，有一个是由电磁机构吸合提起的。实际的电子机械锁由钥匙顶起的销钉不应小于三个，否则就失去了钥匙应起的作用，可靠性不高。与普通弹子门锁一样，由钥匙顶起的每一个销钉是由两段组成的，而且上端还有弹簧施加一定的压力（图中没有画出)。这两段销钉的长短与钥匙牙的高低有关。而由电磁机械控制的销钉2是一条可磁化的、具有足够刚变强度的铁销。钥匙芯5的表面开有一个足够深的大小合造的方槽。这些销钉只要有一个落入槽内，就使钥匙芯5不能转动，从而不能将锁打开。当去掉所有由钥匙顶起的销钉1、3后再安装使用时，即成为电子锁。只要按对密码，电磁机构吸合销钉2,就可转动钥匙芯5,带动连杆4转动，将锁打开。当去掉由电磁机构控制的销钉2后再安装使用时，就成为机械锁。只要插入钥匙，就能将销钉1、3顶起，转动钥匙芯5,将锁打开。如果保留所有销钉1、2、3,那么就成为电子机械锁。这时，只有输入正确的密码使电磁机构吸起销钉2,并插入钥匙，顶起其他销钉后才能转动锁芯，将锁打开。如果只有钥匙但不知道密码或者只知道密码而无钥匙时都无法将锁打开。

　　二、电子编码电路

　　为了确保电子锁编码电路可靠稳定地工作，我们设计采用的编码电路力求简单、实用。它所使用的元件不多，整个电路都可安装在30X35mm印刷电路板上。它既安全又保密，其主要功能如下：（1)开门密码可由用户方便地更改。若有必要还可编重码或改变开锁密码的数字位数。如上次用5521,下次可用20664等。这样保密性好，消除了用户对密码泄露的顾虑。（2)具有限时复位功能。当每按两个键之间停顿的时向太长时，电路_自动复位(通常设定为2~3s);当输入全部密码后，电磁机构吸起销钉2，经过一定时间延时后也自动复位(通常设定为4~8s)。(3)具有按错键自动复位的功能。即当按错键时，电路就中止本次开锁操作，废除已输入的密码。要想开锁必须重新操作。

　　图2画出了编码电路的主要部分。图中集成块CD4017是一个十进制计数时序译码器，它的工作电压可以在3~15V之间任意选择。CL端为计数脉冲输入端，高电平上升沿有效。EN为时钟禁止端，低电平时允许工作。Y?~Y3是它的十个译码输出端。CR为复位清零端，当CR为高电平上升沿时，各输出端全部被置成低电平，唯独Y。为高电平。当CR和EN为低电平时，它就对CL端所输入的脉冲进行计数，并在它的译码输出端输出，使Y。的高电平随计数脉冲的输入依次逐位移到丫9，并重复循环〖编码电路正是巧妙地利用这些特点来实现编码的。例如想设定开锁号码由4321这四位数字组成，那么只需将图中的接键S4、S3、S2、&依次与Y〇~Y3端连接，其余各按键都与W端相连接即可。S5~SW就是伪键。通电后，电路自动处于复位状态，Y?为髙电平，其余为低电平，V1()、Vu截止，线圈L不通电，电磁机构不动作。由于Y〇为髙电平，V9导通，使CR处于低电平，电路中的CD4017正常工作。当按下SW,Y。与S4接通，CL端获得一个计数脉冲，使Yi变成高电平、Y。变成了低电平。在这之后，V9的导通就靠G的放电电流来维持。若在G放完电之前，再按下S3，那么由于丫:是高电平，一方面它给〇再次充了电，另一方面给CL端又提供了一个脉冲，使Y2变成高电平，Y!变成低电平，并延长了V,的导通时间。可见如果每按两个键停顿的时间太长，乂1就截止，CR为高电平，使电路复^位，终止本次的操作。只有在限定的时间内，顺序按下&至St后，Y4才能变成髙电平，使VhkVu导通，电磁机构动作。经C2延时后，截止，电磁机构又自动复位。当然在按键的过程中肯定存在抖动的现象，但是由于按键被按下后，CL端一旦取得一个脉冲，该输出端在极短的时间内就立即由高电平变成了低电平，所以在输出端变成了低电平之后的抖动绝对不会产生假脉冲而影响电路的正常工作。这就使编码电路得到了大大的简化。另外，如果有人按下伪键，那么就使电容器G通过私迅速地将电放完而使V9截止，电路复位，终止本次的操作。这里需适当选择沾、G的值，如果太大，那么由于G不能在很短时间内放完电、使电路复位，反而在CL端形成一个假脉冲输入，导至误动作。但是ft、G又不能太小，否则延时时间太短了，同时由于兄太小，还使CL端得不到一个可靠的高电平而使电路工作不稳定可靠，抗干扰能力也差。同时顺便指出，图中的V5应选用开关性能好、速度高的开关二极管，不能使用普通二极管。至于要在门内开锁，可安装So按键。但是一般都没有这不必要，在门内开锁，可直接使用旋钮将锁舌拨动即可开门。