3.3 Моделирование работы электронного замка
Было произведено моделирование работы электронного замка имеющего 2 входа: SET и RESET. Электронный замок может находиться в 3х состояниях: ОТКР, ЗАКР, ПОСТАНОВКА. По умолчанию замок в режиме ОТКР. При SET=1 и RESET=0#1, замок переходит в состояние ПОСТАНОВКА, в котором запускается счетчик до 3 (00,01,10,11) и по окончании счета замок переходит в состояние ЗАКР вне зависимости от состояния входов. Из состояния ЗАКР переход возможен только в состояние ОТКР при SET=0 и RESET=1, при других комбинациях замок сохраняет состояние ЗАКР.
3.3.1 Моделируемая схема
Для построения замка необходимо понять, сколько всего состояний необходимо задать. Поскольку необходимы 3 состояния плюс еще 3 состояния счетчика (00,01,10,11). Итого 6 состояний.
Составим граф состояний замка, в котором пронумеруем все состояния (рисунок 3.4).
Рисунок 3.4 – Граф состояний последовательного счетчика
Также отметим все состояния счетчика в таблице 3.1:
| A0 | A1 | A2 | 00 | 01 | 11 | 10 | |
| 0 | 0 | 0 | 000 | 000 | 001 | 001 | |
| 0 | 0 | 1 | 010 | 010 | 010 | 010 | |
| 0 | 1 | 1 | 011 | 011 | 011 | 011 | |
| 0 | 1 | 0 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
| 1 | 0 | 1 | 101 | 000 | 101 | 101 | |
| 1 | 0 | 0 | 101 | 101 | 101 | 101 |
Таблица 3.1 – Таблица истинности состояний замка
Окончательная схема реализации данной таблицы истинности вместе с D-триггерами, реализованная в среде моделирования CadenceTM Orcad PSpice® [3] представлена на рисунке 3.6.
Рисунок 3.6 - Схема счетчика, реализованного на базе логического устройства JK триггеров
3.3.2 Моделирование
В качестве метода моделирования используется режим Time Domain. Расположение щупов указано на рисунке 2. Время моделирования 50 микросекунд [3]. Результат моделирования представлен на рисунке 3.7.
Рисунок 3.7 - Результат моделирования схемы электронного замка
Полученный результат удовлетворяет ожиданиям: замок переходит из одного состояния в другое согласно графу, представленному на рисунке 3.4. В виду чего делаем вывод, что изменение состояний счетчика реализовано корректно.
4. Конструкторская часть
4.1 Расчет принципиальной схемы
Поскольку два устройства L9637D013TR и MSP430FG4618 работают в разных диапазонах напряжений, для того что бы организовать передачу данных между этими устройствами необходимо на К-линии использовать согласование уровней, организовать подтяжку по питанию на входе линии арбитража(LI),а также учесть ток протекающий из вывода LO, который информирует нас о занятости линии.
Определим значения номиналов резисторов К-линии, подставив V питания MSP430 и L9637D013TR в формулу:
.
Получим, что для нормальной работы нашего устройства номиналы резисторов должны находиться в зависимости:
.
Выбрав из ряда сопротивлений значение для 
получаем:
,
.
Определим номинал подтягивающего резистора R1 для линии P4.6 – LI:
где Uпит – напряжение на участке, I – максимальный ток через резистор.
Номинал резистора R4 на линии P4.7 – LO рассчитывается по формуле:
.
Где Uраз – разница уровней сигнала, Iвыс - средний входной ток высокого уровня микроконтроллера.