一种智能多功能门禁电路
技术领域
本实用新型的实施例涉及一种智能多功能门禁电路。
背景技术
入户门是私人领域一道重要的保护屏障，对保护家庭成员的人身安全和财产安全起到至关重要的作用，但是，有很多人往往会忘记关门，尤其是老人或者小孩。
目前的门锁紧方式大多数是人工锁紧，而且大多数又是单锁，会存在锁紧稳定性不足的情况。而某些智能门锁除了在锁芯上加固之外，还具有各种安全的开关门方式，但是智能门锁最多就是基于门已经关上了之后自动反锁来增强安全等级，但当门敞开的时候自动反锁也是徒劳。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种可控制自动关门的智能多功能门禁电路
为实现上述实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种智能多功能门禁电路，包括：单片机控制电路、时钟电路、关门执行电路和语音报警电路，其中，单片机控制电路包括单片机及其外围电路，以及与该单片机耦接的按键电路，按键电路包括第一按键，第一按键安装在门沿或门页上，用于监控门的开闭状态，并向单片机发送状态信号；时钟电路与单片机耦接，单片机内存储有关门时间段，时钟电路用于计时；关门执行电路包括电机和驱动电路，电机安装在门上，用于驱动门转动，驱动电路与单片机耦接，用于驱动电机启停；语音报警电路与单片机耦接，用于在关门时间段内发出关门提示音。
此外，本实用新型还提供如下附属技术方案：
单片机外围电路包括晶振电路和上电复位电路，晶振电路的频率为12MHz。
单片机控制电路还包括显示电路，该显示电路包括显示屏，以及用于驱动显示屏的背光控制电路，以及用于调节显示屏亮度的背光亮度调节电位器，背光控制电路包括相互串接的三极管Q14和电阻R5。
按键电路还包括第二按键、第三按键和第四按键，第二按键用于控制语言模式和时间模式的切换，第三按键和第四按键用于切换语音报警电路的提示音的语言种类或用于调节单片机内存储的关门时间段。
时钟电路包括时钟芯片、时钟晶振和时钟电源，时钟芯片的型号为DS1302，其与单片机的PO口耦接，时钟晶振的频率为32.768KHz，时钟电源为电压3V的直流电。
驱动电路包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、三极管Q6、二极管D1、二极管D2、二极管D3、以及二极管D4；其中，三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和三极管Q4组成H桥电路，二极管D1、二极管D2、二极管D3、和二极管D4分别与三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和三极管Q4一对一耦接，用于吸收电机M1产生的感生反向电动势，三极管Q5和三极管Q6相互并联并耦接在单片机与H桥电路之间。
语音报警电路包括语音电路和音频功放电路，其中，语音电路包括语音芯片，以及分别耦接在语音芯片外围的第一高通滤波电路、第二高通滤波电路、电源滤波电路以及麦克风；音频功放电路包括音频功率放大器、扬声器、耦接在音频功率放大器输入端的滤波电容电路、以及与扬声器耦接的第一RC滤波电路和第二RC滤波电路；语音芯片的输出端与音频功率放大器的输入端耦接。
相比于现有技术，本实用新型的门禁电路的优势在于：其包括单片机控制电路、时钟电路、关门执行电路和语音报警电路。单片机控制电路包括单片机及按键电路，单片机内存储有关门时间段，按键电路的第一按键用于监控门的开闭状态，并向单片机发送状态信号。时钟用于计时，一旦到达关门时间段，按键电路检测到门处于打开状态，单片机则控制关门执行电路和语音报警电路启动。本实用新型的门禁电路能够实现门从打开状态自动关闭为关闭状态，避免了用户因未关门或忘记关门而带来的安全隐患，使用户减少了关门的动作，提升了用户的体验。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，并非对本实用新型的限制。
图1是本实用新型较佳实施例的智能多功能门禁电路的电路图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型技术方案作进一步非限制性的详细描述。
本实施例的门禁电路包括单片机控制电路、时钟电路、关门执行电路和语音报警电路。
见图1。
单片机控制电路包括：单片机U2及其外围电路，按键电路，以及显示电路。单片机U2为AT89C51型单片机，主要用于设定时钟参数和电路模式。单片机U2的外围电路包括晶振电路和上电复位电路，晶振电路由晶振Y2、电容C2和电容C3组成，晶振Y2的频率为12MHz，电容C2和电容C3的容值为22pF，上电复位电路由电容C1和电阻R20组成，电容C1的容值为10μF，电阻R20的阻值为10K。
按键电路包括第一按键K1、第二按键K2、第三按键K3和第四按键K4，该四个按键分别接入到单片机U2的P1.0、P1.1、P1.2、P1.2脚，并且均为低电平触发。第一按键K1安装在门沿或门页上，用于监控门的开闭状态，向单片机发送状态信号，即，当门处于打开状态时，第一按键K1未触发，单片机P1.0脚为高电平，当门处于关闭状态时，第二按键K1被按压触发，单片机P1.0脚为低电平。第二按键K2用于控制语言模式和时间模式的切换，第三按键K3和第四按键K4用于切换语音报警电路的提示音的语言种类或用于调节单片机内存储的关门时间段。当第二按键K2切换到语言模式时，第三按键K3和第四按键K4用于切换语音报警电路的提示音的语言种类；当第二按键K2切换到时间模式时，第三按键K3和第四按键K4用于调节单片机内存储的报警和自动关门时间段。按键电路中的二极管D5-D8是为防止按键K1-K8串扰及相互干扰的作用。
显示电路包括显示屏L1，以及用于驱动显示屏L1的背光控制电路，以及用于调节显示屏L1亮度的背光亮度调节电位器RT1。显示屏L1为LCD12864用于参数显示。背光控制电路包括相互串接的三极管Q14(型号S8550)和电阻R5(阻值4.7K)，背光控制电路耦接在单片机P0.4脚与显示屏L1第19脚之间，单片机通过背光控制电路控制显示屏L1背光点亮。背光亮度调节电位器RT1耦接在显示屏L1的第3脚(VO口)，调节该背光亮度调节电位器RT1可以调节显示屏L1的亮度。
时钟电路主要用于计时，其包括时钟芯片U1、时钟晶振Y1和时钟电源P2。时钟芯片的型号为DS1302，其第5脚CE、第6脚I/O、第7脚SCLK分别与单片机U2的PO.0、PO.1、PO.2口耦接，单片机U2通过控制第5脚CE、第6脚I/O、第7脚SCLK这三个引脚进行操作去驱动DS1302时钟芯片，在读取或写入期间，CE信号必须置为高电平。I/O引脚是双向数据输入/推挽输出引脚接口；SCLK用于同步串行接口上的数据移动。DS1302时钟芯片是由美国DALLAS公司推出的具有涓细电流充电能力的低功耗实时时钟芯片，可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿等多种功能。时钟晶振Y1的频率为32.768KHz，时钟电源P1为纽扣电池，为电压3V的直流电。
关门执行电路主要用于受单片机控制执行关门动作，其包括电机M1和驱动电路。电机M1安装在门轴上，用于驱动门轴转动，从而带动门主体转动。驱动电路与单片机耦接，用于驱动电机启停，驱动电路包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、三极管Q6、二极管D1、二极管D2、二极管D3、以及二极管D4。其中，三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和三极管Q4组成H桥电路，二极管D1、二极管D2、二极管D3、和二极管D4分别与三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和三极管Q4一对一耦接，用于吸收电机M1产生的感生反向电动势。三极管Q5和三极管Q6相互并联并耦接在单片机与H桥电路之间，三极管Q5控制电机正转，三极管Q6控制电机反转。当三极管Q5导通，三极管Q6截止时，三极管Q1和三极管Q4导通，电机M2正转；当Q6导通，Q5截止时，三极管Q3和三极管Q2导通，电机M2反转。
三极管Q1、三极管Q2、三极管Q5和三极管Q6的型号均为S8050，三极管Q3和三极管Q4的型号为S8550，二极管D1-D4的型号均为4148。
语音报警电路包括语音电路和音频功放电路，主要是用于提示客户关门信息，另外可以延伸门铃播报功能。
语音电路包括语音芯片U3、第一高通滤波电路、第二高通滤波电路、电源滤波电路以及麦克风MK1。
语音芯片U3为ISD4004，语音芯片U3的第1、2、28脚分别与单片机U2的P2.2、P2.1、P2.0脚耦接，这三个信号为控制信号。
由于语音芯片的额定电压为3V，所以在语音芯片U3的电源端耦接有由二极管D15、D16串接成的降压电路，该降压电路用于降压，使得单片机U2电压和语音芯片U3的电源电压可以共用。二极管D15、D16的型号均为4148。
在语音芯片U3的电源端还耦接有由电阻R6和电容C12串接成的电源滤波电路，该电源滤波电路用于对语音芯片U3的输入电压进行滤波，该电源滤波电路与上述降压电路相互并联。电阻R6的阻值为2K，电容C12的容值为22μF。
麦克风MK1为声音录制输入端，麦克风MK1的两个引脚分别耦接在语音芯片U3的第17脚(IN+)和第16脚(IN-)，用户可以通过MK1录制需要播报的语音。第一高通滤波电路由电容C10和电阻R15组成，为语音芯片的输入信号第17脚(IN+)的一阶RC串联高通滤波电路，电容C10的容值为0.1μF，电阻R15的阻值为10K。第二高通滤波电路由电容C11和电阻R17组成，为语音芯片的输入信号第16脚(IN-)的一阶RC串联高通滤波电路，电容C11的容值为0.1μF，电阻R17的阻值为10K。
音频功放电路包括音频功率放大器U6、扬声器MZ、滤波电容电路、第一RC滤波电路和第二RC滤波电路。
音频功率放大器U6的型号为YD2822，为双声道低电压功率放大电路，本实施例只用其中的一个通道。在U6的第7脚(AIN+)耦接有一下拉电阻R21，该下拉电阻R21的阻值为10K。扬声器MZ为语音播报输出端，扬声器MZ的两个引脚分别耦接在音频功率放大器U6的第1脚(AOUT)和第3脚(BOUT)
滤波电容电路包括耦接在U6第7脚(AIN+)的电容C9、耦接在U6第8脚(AIN-)的C8、和耦接在U6第5脚(BIN-)的C14，电容C9的容值为1μF，电容C8的容值为10μF，电容C14的容值为0.1μF。
第一RC滤波电路由电容C13和电阻R18组成，为音频功率放大器U6的输出信号第1脚(AOUT)的一阶RC串联滤波电路，电容C13的容值为1μF，电阻R18的阻值为10Ω。第二RC滤波电路由电容C15和电阻R22组成，为音频功率放大器U6的输出信号第3脚(BOUT)的一阶RC串联滤波电路，电容C15的容值为1μF，电阻R22的阻值为10Ω。
通过增设一个第五按键K5与单片机耦接，可以触发语音功放电路实现门铃播报功能。
本实施例的门禁电路还包括灯光提示电路，灯光提示电路包括三极管Q15和提示灯LED1，三极管Q15的型号为S8050，其基极与单片机U2的P2.4脚耦接，发射极接地，集电极与提示灯LED1的阴极耦接，提示灯LED1的阳极接12V电压电源。
工作过程：用户可以通过麦克风MK1向语音芯片U3内录制需要播报的语音，比如：“请关门”。通过第二、三、四按键向单片机内输入报警和自动关门的触发时间。时钟电路开始计时，当在到达预设的时间段内时，第一按键检测到门处于关闭状态(即，第一按键被按下，单片机的P1.0为低电平信号)，则单片机不触发；当第一按键检测门处于打开状态((即，第一按键弹起，单片机的P1.0为高电平信号)，单片机触发，并向语音报警电路和灯光提示电路发出控制信号，同时延时向关门执行电路发出控制信号。语音报警电路的扬声器MZ受控制发出关门语音播报提示，灯光提示电路的提示灯LED1发出灯光提示。延时后，当单片机的P1.0始终为高电平信号，则向关门执行电路发出控制信号，在电机驱动作用下可以关门。当门被闭合时，单片机的P1.0变为低电平信号，关门语音播报提示停止，同时提示灯LED1熄灭。
需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
