CN101739578B - 三按键便携式ic卡读、写卡器 - Google Patents

三按键便携式ic卡读、写卡器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种IC卡读、写卡器及其读、写卡方法,特别是涉及一种三按键便携式IC卡读、写卡器及其读、写卡操作控制方法。所述读、写卡器设有功能键、调整键、确认键三个输入按键,在正常使用状态下,显示屏总是处于主菜单目录显示状态,等待使用者按键操作。按“功能键”可在一级菜单内进行切换,按“确认键”可以进入某一项功能,按“调整键”主要是调整要写入卡中的数据。本发明手持式IC卡读、写卡器,电路结构简单、实用,成本低,能耗低,电池使用寿命长;读、写卡方法流程简单,容易操作,大幅度提升了手持式IC卡读、写卡器性能,提高了读、写卡效率,提高了相关技术人员的工作效率,降低了企业的生产成本,有利于推广。

Description

三按键便携式IC卡读、写卡器
一、技术领域:本发明涉及一种IC卡读、写卡器及其读、写卡方法,特别是涉及一种三按键便携式IC卡读、写卡器。 
二、背景技术:常见的IC卡读、写卡器主要有两种,一种是联机型,一种是脱机型。联机型读写、卡器使用时需要与上位机相连,通过上位机软件控制进行读卡、写卡操作。联机型读、写卡器主要起数据调制、解调的作用,由于其存在操作、使用不方便、效率低的缺点,正逐渐淡出人们的视野。而脱机型读、写卡器除了数据调制、解调作用外,还具有控制、输入功能,能够现场进行IC卡内数据的读、写操作,携带、使用方便,效率高。正是由于脱机型读、写卡器在使用上更灵活,随时随地可以使用,因而被广泛适用于各种IC卡智能终端。但目前的脱机型读、写卡器通常是通过采用通用便携式手持机平台进行二次开发得到,存在以下缺点:1、体积较大,这主要是因为硬件功能多而全造成的,但问题是好些功能在实际使用中往往用不到,因而造成资源浪费;2、按键多而复杂,使用起来操作不方便;3、成本高,目前这样的脱机型读、写卡器市价一般都在千元以上,增加了使用者经济负担;4、功耗大,静态待机电流在毫安级,所带高能电池只能用10来个小时,一般都要外部供电。 
而随着IC卡智能终端的大量普及,对于IC卡智能产品的生产厂商、用户(如水、电、气、暖的管理部门等)而言,IC卡读、写卡器是不可或缺的。如用于生产过程的调试、终端用户现场维护等,方便易用的IC卡读、写卡器可以极大的提高工作效率。鉴于目前传统的手持式IC卡读、写卡器存在成本高、操作不方便的缺点,因此有必要开发一种结构简单、成本低、操作使用方便的手持式IC卡读、写卡器,与此相适应,则需要提出一种实用的、切实可行的读、写卡操作控制方法。 
三、发明内容:
本发明针对现有技术不足,提出一种只需三个按键的超低功耗脱机型IC卡 读、写卡器;相应的,提出了一种行之有效的读、写操作控制方法。 
本发明所采用的技术方案: 
一种三按键便携式IC卡读、写卡器,包括电源电路、主控制电路、射频电路及编程接口,主控制电路分别设置相应的功能端分别连接编程接口、射频电路和显示模块,所述读、写卡器设有功能键(S1)、调整键(S2)、确认键(S3)三个输入按键,设置主控制电路中CPU的相应I/O端口或TIMER0功能脚通过一限流电阻连接电源,该I/O端口或功能脚同时通过功能键(S1)接地;设置主控制电路中CPU的相应I/O端口、复用TIMER1输入或SVS比较输出功能脚通过一限流电阻连接电源,该功能脚同时通过调整键S2接地;设置主控制电路中CPU的相应I/O端口或复用液晶驱动的第22段控制功能端口通过两个串联连接的限流电阻连接电源,确认键(S3)一端接地,另一端连接前述两个串联连接的限流电阻的连接接点,该接点同时连接一接地的滤波电容器。 
所述的三按键便携式IC卡读、写卡器,主控制电路中CPU采用TI 16位低功耗单片机MSP430FW427或MSP430XW42X系列中的任意一种单片机,存储电路采用32Kbytes的外部EEPROM存储器AT24C256或者铁电FM24C256(可存500条记录)用于存储写卡记录,存储器AT24C256或FM24C256的相应功能接口分别连接电源和主控制电路中CPU的一组I/O接口;所述存储器或者采用更大容量的存储器AT24C512。 
所述的三按键便携式IC卡读、写卡器,主控制器采用低功耗单片机MSP430FW427,使用内部定时器,配合外部32.768K石英晶振实现高精度的计时功能,单片机和外部存储器之间采用I2C接口通讯;采用低功耗电源管理芯片BD4827检测电池电量,当电池电量不足电压跌落至检测门限以下,输出低电平给控制器报警,控制器提示更换电池,所述电源管理芯片或者采用精工电子的S808XX、RICOH的R3111XXXX系列产品中任一种;单片机采用四线SPI接口与射频电路通讯,通过控制信号线(POWER)对射频电路电源进行控制,当有读、写卡按键操作时,打开射频电路电源。 
其中,射频电路可采用我公司专利技术《可在低电压下工作的射频卡读写电路》,专利号ZL 200820069508.7。 
一种三按键便携式IC卡读、写卡器的读、写卡操作控制方法,通过操作IC卡读、写卡器的三个输入按键——功能键(S1)、调整键(S2)、确认键(S3)实现IC卡的读写操作, 
1)在正常使用状态下,显示屏总是处于主菜单目录显示状态,等待使用者按键操作, 
2)按功能键(S1)实现主菜单的切换,按功能键时,切换到主菜单下一项; 
3)切换到选中主菜单后,或者,在当前主菜单显示目录下直接按确认键(S3)进入当前选中主菜单项进行处理; 
4)按调整键(S2)调整要写入卡中的数据,按确认键(S3)完成数据处理; 
5)返回主菜单显示项。 
所述的三按键便携式IC卡读、写卡器的读、写卡操作控制方法,主菜单项包括制作功能卡“FS”、读卡“rEAd”、清卡“CLEr”,在正常使用状态,按“功能键”选择各功能卡状态,制作功能卡“FS”包括一卡通用户卡“FS--Y”、一卡通设置卡“FS--YSZ”、补卡“bcArd”,按确认键(S1)进入某一功能卡操作,显示模块依次显示数据1“S=-----”,第一个数字位“-”会闪动显示,此时按“调整键”,将会从0~9切换数字,按“功能键”,切换到下一个数字位闪动,数据1输完后,按“确认键”进入数据2输入状态,全部输入完毕后,放好卡片,按“确认键”,开始写卡,写卡成功显示“PASS”并将数据记录存EEPROM,写卡失败显示“ERRU”,非空卡显示“Err0”,显示2S后返自动返回主菜单。 
所述的三按键便携式IC卡读、写卡器的读、写卡操作控制方法,在正常使用状态,按“功能键”选择“rEAd”状态,按“确认键”后,开始读卡,若读卡失败,读写卡器显示“ERRx”2S后返自动返回主菜单;若读卡成功,显示数据1,此时可将检查卡取走,按“确认键”,显示数据2,按一次“确认键”,显示下一个数据,直到最后一个数据显示完,按“确认键”返回主菜单。 
所述的三按键便携式IC卡读、写卡器的读、写卡操作控制方法,在正常使用状态,按“功能键”选择“CLEr”状态,将卡放至卡感应区,按“确认键”后,读、写卡器将该卡清空,清卡成功显示“PASS”,清卡失败显示“ERRU”, 显示2S后返自动返回主菜单。 
所述的三按键便携式IC卡读、写卡器的读、写卡操作控制方法,设置读写卡预定次数,在读写卡器完成预先设置的写卡操作次数后会自动上锁,此时必须输入解锁密码,才能恢复使用,在上锁状态下,主菜单显示8位写卡次数********,此时按“确认键”,显示模块显示“A=xxxxxx”进入输入密码状态,每按一次“功能键”,1-6位数字依次闪动显示,按“调整键”可输入1-6位数字,每按1次“调整键”闪动数字加1,在“0-9”之间循环,6位密码输入完毕后按“确认键”确认,若密码输入正确显示“PASS”,2S后读写卡器自动恢复正常使用;否则,返回常显“xxxxxxxx”状态。 
所述的三按键便携式IC卡读、写卡器的读、写卡操作控制方法,主菜单包括记录状态“JL-Y”显示,在正常使用状态,按“功能键”选择“JL--”状态,按“确认键”后,可显示第1条制作卡记录,显示格式为“1--------”、数据1、数据2、…数据n、年-月-日“xx-xx-xx”、“PASS”,再按“功能键”,显示第2条制作换表卡记录,按“确认键”,读、写卡器自动返回主菜单。 
本发明的有益积极效果: 
1、本发明三按键便携式IC卡读、写卡器,电路结构简单、经济实用,成本低,硬件成本只需50元,有利于推广,能够显著降低企业的生产或使用成本。三按键式输入操作方式,使用方便,容易操作,极大的提高了读、写卡效率,提高了相关技术人员的工作效率。 
2、本发明三按键便携式IC卡读、写卡器,支持T555X标准卡片,主控制电路中CPU采用TI 16位超低功耗单片机MSP430FW427,静态功耗<5uA,能耗低,电池使用寿命长。采用2200mAH锂电池,可连续工作几百小时,省电模式下待机时间长达8年,节能环保,使用放心。 
3、本发明三按键便携式IC卡读、写卡器的读、写卡操作控制方法,流程简单,容易操作,使用方便,大大的提高了IC卡的读、写卡工作效率,使手持式IC卡读、写卡器的成本降低而性能大幅度提升。 
四、附图说明:
图1:本发明三按键便携式IC卡读、写卡器操作控制方法主流程图 
图2:本发明三按键便携式IC卡读、写卡器操作控制方法主菜单 
图3:本发明三按键便携式IC卡读、写卡器操作控制方法功能卡流程图 
图4:本发明三按键便携式IC卡读、写卡器主控制电路图 
五、具体实施方式:
实施例一:参见图4。本发明三按键便携式IC卡读、写卡器,包括电源电路、主控制电路、射频电路及编程接口,主控制电路分别设置相应的功能端分别连接编程接口、射频电路和显示模块,读、写卡器设有功能键S1、调整键S2、确认键S3三个输入按键,主控制电路中CPU的48脚(P1端口的第5脚,可以复用TIMER0时钟输入、及辅助时钟输出功能,仅作为I/O使用)通过限流电阻R1连接电源,该功能脚同时通过功能键S1接地;主控制电路中CPU的50脚(P1端口的第3脚,预留的编程接口,可以复用TIMER1输入、及SVS比较输出,仅作为I/O使用)通过限流电阻R6连接电源,该功能脚同时通过调整键S2接地;主控制电路中CPU的34脚(P2端口的第3脚,可以复用液晶驱动的第22段控制功能,仅作为I/O使用)通过两个串联连接的限流电阻R33和R40连接电源,确认键S3一端接地,另一端连接电阻R33和R40的连接接点,该接点同时通过滤波电容器C2接地。其中主控制电路中CPU可以采用TI 16位低功耗单片机MSP430FW427或MSP430XW42X系列,存储电路采用32Kbytes的外部EEPROM存储器AT24C256(或其它如铁电FM24C256,或更大存储器AT24C512等)用于存储写卡记录,存储器AT24C256相应功能接口分别连接电源和主控制电路中CPU的一组I/O接口。射频电路可采用我公司专利技术,《可在低电压下工作的射频卡读写电路》,专利号ZL 200820069508.7。 
实施例二:参见图4。本实施例三按键便携式IC卡读、写卡器,主控制器采用低功耗单片机MSP430FW427,1.8V~3.6V工作电压,适合使用于电池供电的便携设备,尤其是单颗3.6V的高能锂电池,在电池的有效寿命期间都可以正常工作。第一具有5种省电模式,充分节约电源能量。第二支持在线编程功能,可以先机器贴装再载入程序,便于批量生产,提高效率。第三,使用内部定时器,配合外部32.768K石英晶振,可实现高精度的计时功能。第四响应速度快,内部锁频环和数控振荡器电路使控制器只需6微秒即可从低功耗模式切换到正 常工作模式。单片机和外部存储器AT24C256之间采用I2C接口通讯。仅需SDA(数据线)、SCL(时钟线)两条信号线即可实现,连线简单,支持高速数据传输。为了提高数据存储的可靠性,增强抗干扰能力,对存储器的写保护引脚进行了控制,平常上拉为高电平禁止写入操作,需要写操作时,才置为低电平使能。 
单片机内含96段(24×4)液晶屏的驱动电路。本方案中使用了80段的液晶屏,仅需用到S0~S19共20根段选驱动信号线、4个公共端即可。其余段选驱动引脚根据需要进行了复用。 
采用低功耗电源管理芯片BD4827检测电池电量,当电池电量不足时,电压会跌落至检测门限以下,输出低电平给控制器报警,控制器提示更换电池。其它类似器件有精工电子的S808XX、RICOH的R3111XXXX等系列产品。典型功耗<1微安,精度±2%。 
采用四线SPI接口与射频电路通讯。单片机作为主机,允许高速数据传输,是一种全双工的串行接口。NSS片选线,SCK时钟线,MISO主入从出线,MOSI主出从入线。为了降低功耗,有单片机对射频电路电源进行了控制,POWER为控制信号线,当有读写卡按键操作时,才打开射频电路电源。 
功能键S1、调整键S2、确认键S3,用三个独立的I/O引脚进行检测。按键采用非自锁按键,平时断开,上拉电阻将检测引脚电平拉高。当按键按下时,和地短接,IO引脚被拉低。单片机的P1、P2口所有引脚都具有电平变化中断功能。本方案中用这三个引脚的下降沿中断触发功能,实时响应外部按键操作。 
实施例三:参见图1、图2、图3。本实施例提出了一种三按键便携式IC卡读、写卡器的读、写卡操作控制方法,通过操作IC卡读、写卡器的三个输入按键——功能键S1、调整键S2、确认键S3实现IC卡的读写操作: 
1)在正常使用状态下,显示屏总是处于主菜单目录显示状态,等待使用者按键操作, 
2)按功能键S1实现主菜单的切换,按功能键时,切换到主菜单下一项; 
3)切换到选中主菜单后,或者,在当前主菜单显示目录下直接按确认键S3进入当前选中主菜单项进行处理; 
4)按调整键S2调整要写入卡中的数据,按确认键S3完成数据处理; 
5)返回主菜单显示项。 
实施例四:参见图1、图2、图3。本实施例三按键便携式IC卡读、写卡器的读、写卡操作控制方法,主菜单项包括制作功能卡“FS”、读卡“rEAd”、清卡“CLEr”,在正常使用状态,按“功能键”选择各功能卡状态,制作功能卡“FS”包括一卡通用户卡“FS--Y”、一卡通设置卡“FS--YSZ”、补卡“bcArd”,按“确认键”进入某一功能卡操作,显示模块依次显示数据1“S=-----”,第一个数字位“-”会闪动显示,此时按“调整键”,将会从0~9切换数字,按“功能键”,切换到下一个数字位闪动,数据1输完后,按“确认键”进入数据2输入状态,全部输入完毕后,放好卡片,按“确认键”,开始写卡,写卡成功显示“PASS”并将数据记录存EEPROM,写卡失败显示“ERRU”,非空卡显示“Err0”,显示2S后返自动返回主菜单;在正常使用状态,按“功能键”选择“rEAd”状态,按“确认键”后,开始读卡,若读卡失败,读写卡器显示“ERRx”2S后返自动返回主菜单;若读卡成功,显示数据1,此时可将检查卡取走,按“确认键”,显示数据2,按一次“确认键”,显示下一个数据,直到最后一个数据显示完,按“确认键”返回主菜单;在正常使用状态,按“功能键”选择“CLEr”状态,将卡放至卡感应区,按“确认键”后,读写卡器将该卡清空,清卡成功显示“PASS”,清卡失败显示“ERRU”,显示2S后返自动返回主菜单。 
实施例五:参见图1、图2、图3。本实施例三按键便携式IC卡读、写卡器的读、写卡操作控制方法,设置读写卡预定次数,在读写卡器完成预先设置的写卡操作次数后会自动上锁,此时必须输入解锁密码,才能恢复使用,在上锁状态下,主菜单显示8位写卡次数********,此时按“确认键”,显示模块显示“A=xxxxxx”进入输入密码状态,每按一次“功能键”,1-6位数字依次闪动显示,按“调整键”可输入1-6位数字,每按1次“调整键”闪动数字加1,在“0-9”之间循环,6位密码输入完毕后按“确认键”确认,若密码输入正确显示“PASS”,2S后读写卡器自动恢复正常使用;否则,返回常显“xxxxxxxx”状态;主菜单包括记录状态“JL-Y”显示,在正常使用状态,按“功能键”选择“JL--”状态,按“确认键”后,可显示第1条制作卡记录,显示格式为“1--------”、数据1、 数据2、…数据n、年-月-日“xx-xx-xx”、“PASS”,再按“功能键”,显示第2条制作换表卡记录,按“确认键”,读、写卡器自动返回主菜单。 
本发明三按键便携式IC卡读、写卡器及读、写卡方法总的功能描述: 
1、上电:当接好电源后,显示屏会显示版本号****。然后检测电池电压,当电压低于阈值时,就常显“无电”,不接受其它操作,提示使用者更换电池。如果电池电量充足,则进入下一个界面。 
2、上锁及解锁:当读写卡器每成功完成1000次写卡操作后,会自动上锁,此时必须输入解锁密码,才能恢复使用。在上锁状态下,总是显示8位写卡次数********。此时按“确认键”,显示“A=xxxxxx”进入输入密码状态,每按一次“功能键”,1-6位数字依次闪动显示,按“调整键”可输入1-6位数字,每按1次“调整键”闪动数字加1,在“0-9”之间循环,6位密码输入完毕后按“确认键”确认。若密码输入正确显示“PASS”,2S后读写卡器自动恢复正常使用;否则,返回常显“xxxxxxxx”状态。 
3、在正常使用状态下,显示屏总是处于一级菜单目录中,等待使用者按键操作。按“功能键”可在一级菜单内进行切换,按“确认键”可以进入某一项功能,按“调整键”主要是调整要写入卡中的数据。 
4、清卡:在正常使用状态,按“功能键”选择“CLEr”状态,将卡放至卡感应区,按“确认键”后,读写卡器将该卡清空。清卡成功显示“PASS”,清卡失败显示“ERRU”,显示2S后返自动返回主菜单。 
5、日期:在正常使用状态,按“功能键”选择“dA--”状态,按“确认键”后,可显示当前日期,显示格式为年月日“xx-xx-xx”。再按“确认键”,读写卡器自动返回主菜单。修改日期方法:显示当前日期时,按“功能键”,年的第1位会闪动显示,按“调整键”可在0-9之间调整年的第1位,再按“功能键”,年的第2位会闪动显示,按“调整键”可在0-9之间调整年的第2位,依次调整年月日后按“确认键”,日期调整成功。 
6、时间:在正常使用状态,按“功能键”选择“SH--”状态,按“确认键”后,可显示当前时间,显示格式为时分秒“xx-xx-xx”。再按“确认键”,读、写卡器自动返回主菜单。修改时间方法:显示当前时间时,按“功能键”,小时的 第1位会闪动显示,按“调整键”可在0-9之间调整小时的第1位,再按“功能键”,小时的第2位会闪动显示,按“调整键”可在0-9之间调整小时的第2位,依次调整时分秒后按“确定键”,时间调整成功。 
7、记录显示:在正常使用状态,按“功能键”选择“JL--”状态,按“确认键”后,可显示第1条制作卡记录,显示格式为“1--------”、数据1、数据2、…数据n(数据格式为“S=xxxxx”,S为卡片数据结构定义)、年月日“xx-xx-xx”、“PASS”,再按“功能键”,显示第2条制作换表卡记录,显示格式同上。按“确认键”,读、写卡器自动返回主菜单。 
8、读卡:在正常使用状态,按“功能键”选择“rEAd”状态,按“确认键”后,开始读卡。若读卡失败,读、写卡器显示“ERRx”2S后返自动返回主菜单。若读卡成功,显示数据1,此时可将检查卡取走,按“确认键”,显示数据2,按一次“确认键”,显示下一个数据,直到最后一个数据显示完,按“确认键”返回主菜单。 
9、写功能卡:在正常使用状态,按“功能键”选择各功能卡状态,如“FS-Y”,“FS”,“FS-YSZ”等,按“确认键”后,进入某一功能卡操作。依次显示数据1“S=-----”,第一个数字位“-”会闪动显示,此时按“调整键”,将会从0~9切换数字,按“功能键”,切换到下一个数字位闪动,数据1输完后,按“确认键”进入数据2输入状态。全部输入完毕后,放好卡片,按“确认键”,开始写卡。写卡成功显示“PASS”并将数据记录存EEPROM,写卡失败显示“ERRU”,非空卡显示“Err0”,显示2S后返自动返回主菜单。 

Claims (3)

1.一种三按键便携式IC卡读、写卡器,包括电源电路、主控制电路、射频电路及编程接口,主控制电路分别设置相应的功能端分别连接编程接口、射频电路和显示模块,其特征是:所述读、写卡器设有功能键(S1)、调整键(S2)、确认键(S3)三个输入按键,设置主控制电路中CPU的一个I/O端口或复用TIMER0功能脚通过一限流电阻连接电源,该I/O端口或功能脚同时通过功能键(S1)接地;设置主控制电路中CPU的另一个I/O端口、复用TIMER1输入或SVS比较输出功能脚通过一限流电阻连接电源,该功能脚同时通过调整键(S2)接地;设置主控制电路中CPU的其它的一个I/O端口或复用液晶驱动的第22段控制功能端口通过两个串联连接的限流电阻连接电源,所述确认键(S3)一端接地,另一端连接前述两个串联连接的限流电阻的连接接点,该接点同时连接一接地的滤波电容器。
2.根据权利要求1所述的三按键便携式IC卡读、写卡器,其特征是:主控制电路中CPU采用TI 16位低功耗单片机MSP430FW427或MSP430XW42X系列中的任意一种单片机,存储电路采用32Kbytes的外部EEPROM存储器AT24C256或者铁电FM24C256用于存储写卡记录,存储器AT24C256或FM24C256的相应功能接口分别连接电源和主控制电路中CPU的一组I/O接口;所述存储器或者采用更大容量的存储器AT24C512。
3.根据权利要求2所述的三按键便携式IC卡读、写卡器,其特征是:主控制器采用低功耗单片机MSP430FW427,使用内部定时器,配合外部32.768K石英晶振实现高精度的计时功能,单片机和外部存储器之间采用I2C接口通讯;采用低功耗电源管理芯片BD4827检测电池电量,当电池电压跌落至检测门限以下时,输出低电平报警,提示更换电池,所述电源管理芯片或者采用精工电子的S808XX、RICOH的R3111XXXX系列产品中任一种;单片机采用四线SPI接口与射频电路通讯,通过控制信号线(POWER)对射频电路电源进行控制,当有读、写卡按键操作时,打开射频电路电源。
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