一种智能锁电机控制电路及控制方法与流程

本发明涉及智能锁驱动领域，尤其涉及一种智能锁电机控制电路及控制方法。

背景技术：

目前，随着智能家居行业的飞速发展，智能门锁也逐步深入人们的日常生活中。智能锁作为家庭的安全卫士，其安全可靠性至关重要。为了达到只能用户控制的目的，目前市场上大部分的智能锁都会采用控制器来控制电机的运行状态，并在智能锁上增加指纹或密码等识别装置，当识别装置验证成功后，控制器则可获取开关门信号从而控制电机驱动实现开门或锁门的动作。

但是，现有的智能锁中所采用的锁体电机控制技术都是mcu控制器直接和电机驱动芯片相连的电路，而mcu控制器在恶劣的外部干扰下容易出现误接触从而输出高低电平，使得与mcu控制器相连的电机对误操作所产生的高低电平做出运行反应，导致误触发电机失控，影响智能锁的安全性。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种智能锁电机控制电路，可提高智能锁的使用安全性。

本发明的目的之二在于提供一种智能锁电机控制方法。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种智能锁电机控制电路，包括：

微控制单元，负责接收开/关门信号，并根据开/关门信号生成不同占空比的调制信号；

脉宽调制电路，与微控制单元的信号输出端口相连接，根据所述微控制单元传送的调制信号的占空比控制所述脉宽调制电路的导通/截止状态为驱动电路提供不同的电平信号；

驱动电路，所述驱动电路的输入端与所述脉宽调制电路相连，所述驱动电路的输出端连接有电机，根据所述脉宽调制电路所提供的不同的电平信号控制所述电机的正反转运动，实现智能锁的开门或锁门动作。

进一步地，所述脉宽调制电路包括四路pwm信号输入单元，其中pwm1、pwm2信号输入单元与所述驱动电路的第一个输入端口相连，pwm3、pwm4信号输入单元与所述驱动电路的第二个输入端口相连，所述pwm1信号输入单元与pwm3信号输入单元结构相同，所述pwm2信号输入单元与pwm4信号输入单元结构相同。

进一步地，所述pwm1信号输入单元包括电容c1、电阻r1、电阻r2和pnp型的三极管q1，所述调制信号经所述微控制单元的信号输出端口输入所述电容c1，所述电容c1与电阻r2串联并接入所述三极管q1的基极，所述电阻r1的一引脚连接电源，另一引脚连接所述三极管q1的基极，所述三极管q1的发射极与电源连接，所述三极管q1的集电极与所述驱动电路的第一个输入端口相连。

进一步地，所述pwm2信号输入单元包括电容c2、电阻r3、电阻r4和npn型的三极管q2，所述调制信号经所述微控制单元的信号输出端口输入所述电容c2，所述电容c2与电阻r3串联并接入所述三极管q2的基极，所述电阻r4的一引脚连接所述三极管q2的基极，另一引脚接地，所述三极管q2的集电极与所述pwm1信号输入单元的三极管q1的集电极相连，所述三极管q2的发射极接地。

进一步地，所述驱动电路的两个输入端口均连接有双向稳压二极管。

进一步地，所述开/关门信号通过与所述微控制单元相连接的生物识别模块、密码识别模块、刷卡识别模块或终端识别模块中的一种或几种模块生成。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

一种智能锁电机控制方法，应用在如上述的智能锁电机控制电路，包括：

步骤s1：接收开/关门信号；

步骤s2：根据开/关门信号生成对应的两路pwm信号，并获取该两路pwm信号的占空比；

步骤s3：根据占空比的不同分别控制与两路pwm信号对应的两路脉宽调制电路导通，从而控制驱动电路两个输入端的电平状态；

步骤s4：驱动电路根据其输入端的电平状态，控制电机的正转或反转，从而实现智能锁的开门或锁门动作。

进一步地，所述步骤s2中若接收到开门信号时，产生的两路pwm信号为低占空比的pwm1信号和高占空比的pwm4信号；若接收到关门信号，则产生高占空比的pwm2信号和低占空比的pwm3信号。

进一步地，所述步骤s3中的脉宽调制电路导通控制方法为：若接收到的是开门信号，低占空比的pwm1信号使得pwm1信号输入单元中的三极管q1导通，为驱动电路的第一个输入端提供高电平；高占空比的pwm4信号使得pwm4信号输入单元中的三极管q4导通，为驱动电路的第二个输入端提供低电平；若接收到的是关门信号，高占空比的pwm2信号使pwm2信号输入单元中的三极管q2导通，为驱动电路的第一个输入端提供低电平；低占空比的pwm3信号使得pwm3信号输入单元中的三极管q3导通，为驱动电路的第二个输入端提供高电平。

进一步地，所述步骤s4中根据电平状态控制电机正反转的方法为：若驱动电路的第一输入端为高电平，第二输入端为低电平，则驱动电机正转，实现开门动作；若驱动电路的第一输入端为低电平，第二输入端为高电平，则驱动电机反转，实现锁门动作。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

在微控制单元输出pwm调制信号时才可控制脉宽调制电路的导通或截止状态，从而控制驱动电路驱动电机正反转，避免了微控制单元误触发输出高低电平导致电机失控，提高了智能锁的使用安全性。

附图说明

图1为本发明智能锁电机控制电路的信号传输示意图；

图2为本发明智能锁电机控制电路的电路连接图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

一种智能锁电机控制电路，用于控制智能锁内的电机上，使得电机的智能化控制更加稳定，从而提高智能锁的安全性。

如图1、图2所示，所述控制电路包括有微控制单元，即mcu控制器，所述智能锁通过mcu控制器实现实时控制锁开关的功能。

所述mcu控制器与智能锁中的身份识别模块相连，其中身份识别模块可设置为指纹、声音或眼球等生物识别模块，也可设为刷卡模块、密码模块或手机终端模块等，当身份识别模块成功验证用户身份信息后，即可向所述mcu控制器发送开门或关门信号。所述mcu控制器接收开门或关门信号后，可根据不同的信号产生不同占空比的调制信号，即pwm信号。

所述mcu控制器的信号输出端口与所述脉宽调制电路相连，其中所述脉宽调制电路即为pwm控制电路；当所述mcu控制器输出pwm信号时才可控制所述脉宽调制电路处于导通或截止状态；而在本实施例中，所述脉宽调制电路包括四路pwm信号输入单元，其中pwm1、pwm2信号输入单元与所述驱动电路的第一个输入端口ina相连，pwm3、pwm4信号输入单元与所述驱动电路的第二个输入端口inb相连，不同的pwm信号输入单元导通，从而为所述驱动电路的两个不同的输入端口提供不同的电平信号，所述驱动电路的输出端连接有电机，所述驱动电路根据不同的电平状态实现正转或反转的效果，完成智能锁的开门或锁门动作。

而在本实施例中，所述pwm1信号输入单元与pwm3信号输入单元结构相同，所述pwm2信号输入单元与pwm4信号输入单元结构相同。

所述pwm1信号输入单元包括电容c1、电阻r1、电阻r2和pnp型的三极管q1，所述调制信号经所述微控制单元的信号输出端口输入所述电容c1，所述电容c1起到通交流隔直流的作用，只有mcu控制器输出pwm信号时才可通过c1电容；而所述电容c1与电阻r2串联并接入所述三极管q1的基极，所述电阻r1的一引脚连接3.3v的电源，另一引脚连接所述三极管q1的基极，所述三极管q1的发射极与电源连接，所述三极管q1的集电极与所述驱动电路的第一个输入端口相连；当pwm1信号输入单元输入的信号为低占空比的pwm信号时，即可使三极管q1导通，向所述驱动电路的第一个输入端口ina提供高电平；若输入的信号为高占空比的pwm信号时，则三极管q1不导通，处于截止状态。

所述pwm4信号输入单元包括电容c7、电阻r9、电阻r10和npn型的三极管q4，所述调制信号经所述微控制单元的信号输出端口输入所述电容c7，所述电容c7的作用与电容c1相同，同样起着通交隔直的作用；所述电容c7与电阻r9串联并接入所述三极管q4的基极，所述电阻r10的一引脚连接所述三极管q4的基极，另一引脚接地，所述三极管q2的发射极接地，所述三极管q4的集电极接入所述驱动电路的第二个输入端口inb中；当pwm4信号输入单元输入的信号为高占空比的pwm信号时，即可时三极管q4导通，向所述驱动电路的第二个输入端口inb提供低电平信号；若输入的信号为低占空比的pwm信号时，则三极管q4不导通。

因此当所述mcu控制器接收到开门信号后，会产生两路pwm信号，即分别向pwm1信号输入单元输入低占空比的pwm1信号，向pwm4信号输入单元输入高占空比的pwm4信号，使得所述驱动电路的第一个输入端口ina和第二个输入端口inb分别得到高电平和低电平信号，从而驱动电机正转，实现开门动作。

同理，所述pwm2信号输入单元与所述pwm4信号输入单元的结构相同，两者区别在于pwm2信号输入单元中的三极管q2的集电极接入所述驱动电路的第一个输入端口ina中；而所述pwm3信号输入单元与pwm1信号输入单元的结构相同，所述pwm3信号输入单元中的三极管q3的集电极接入所述驱动电路的第二个输入端口inb中。

当所述mcu控制器接收到关门信号时，产生两路pwm信号pwm2和pwm3；pwm2为高占空比的pwm信号，使三极管q2导通，pwm3为低占空比的pwm信号，使三极管q3导通；此时所述驱动电路的输入端ina和inb分别得到低电平和高电平信号，驱动锁体电机反转，从而实现锁门。

此外，为了稳定电路电压，在所述驱动电路的两个输入端口、所述驱动电路的电压输出端等位置均连接有双向稳压二极管。

本实施例中的pwm控制电路起到通交隔直的作用，只有在mcu控制器输出pwm信号的时候才能控制三极管的导通、截止状态，从而控制驱动电路驱动电机正反转。若mcu控制器只输出高低电平是无法改变三极管的导通截止状态的，也就无法改变电机运动状态，因此即使mcu在恶劣的外部干扰下误触发输出高低电平或者程序跑飞输出高低电平的情况下，也是不会误触发改变电机驱动芯片输入端的电平状态的，从而不会乱改变电机的工作状态，增强了智能锁的使用安全性。

实施例二

一种智能锁电机控制方法，应用在如实施例一的所述智能锁电机控制电路中，包括：

步骤s1：接收开/关门信号；其中开/关门信号由与智能锁上的身份识别模块发出，所述身份识别模块对使用者的身份验证成功后即可生成开门或关门信号。

步骤s2：根据开/关门信号生成对应的两路pwm信号，并获取该两路pwm信号的占空比；

在实施例一中提及到所述脉宽调制电路包括四路pwm信号输入单元，而所述微控制单元的输出端与四路pwm信号输入单元相连，当所述微控制单元接收到开门信号时，产生的两路pwm信号为低占空比的pwm1信号和高占空比的pwm4信号，其中pwm1信号对应流经pwm1信号输入单元，而pwm4信号则流经pwm4信号输入单元；若接收到关门信号，则产生高占空比的pwm2信号和低占空比的pwm3信号，其中pwm2信号对应流经pwm2信号输入单元，而pwm3信号则流经pwm3信号输入单元。

步骤s3：根据占空比的不同分别控制与两路pwm信号对应的两路脉宽调制电路导通，从而控制驱动电路两个输入端的电平状态；

若接收到的是开门信号，低占空比的pwm1信号使得pwm1信号输入单元中的三极管q1导通，为驱动电路的第一个输入端提供高电平；高占空比的pwm4信号使得pwm4信号输入单元中的三极管q4导通，为驱动电路的第二个输入端提供低电平；若接收到的是关门信号，高占空比的pwm2信号使pwm2信号输入单元中的三极管q2导通，为驱动电路的第一个输入端提供低电平；低占空比的pwm3信号使得pwm3信号输入单元中的三极管q3导通，为驱动电路的第二个输入端提供高电平。

步骤s4：驱动电路根据其输入端的电平状态，控制电机的正转或反转，从而实现智能锁的开门或锁门动作。

若驱动电路的第一输入端为高电平，第二输入端为低电平，则驱动电机正转，实现开门动作；若驱动电路的第一输入端为低电平，第二输入端为高电平，则驱动电机反转，实现锁门动作。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。