CN100349171C - 多功能信息卡录入设备及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
多功能信息卡录入设备，由电源、电机、信息采集与处理控制部分、光电传感器阵列模块、检纸传感器、PC机接口组成，信息采集与处理控制部分由DSP处理器U1，电源DC-DC转换器U10，电机驱动控制器U9、U11，存储器U2、光电耦合器U8、U13，USB控制器U4、串口控制器U18、逻辑控制器U5及阻容元件组成，各元器件之间电连接。录入时，信息处理控制模块控制电机快速运转，检纸传感器或光电传感器阵列模块检测有无信息卡进入；当信息卡进入光电传感器区时，信息处理模块开始采集、识别、处理光电信息并将结果通过串口线或USB线传输到计算机；当信息卡走出光电传感器区时，信息处理控制模块控制电机甩纸，完成一次信息卡信息录入。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种多功能信息卡录入设备及其工作方法，属于光电技术应用技术领域。
(二)背景技术
多功能信息卡录入设备是具有快速录入信息卡涂点信息的设备，其核心是信息采集与处理控制部分。此前，国内外虽有同类产品，但信息采集与处理控制部分的电路结构复杂，制造成本高，价格昂贵且不易于维修。
(三)发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供一种电路结构简单、价格低廉、性能稳定、读卡信息准确、使用方便的信息卡录入设备。
多功能信息卡录入设备，由电源、电机、信息采集与处理控制部分、光电传感器阵列模块、检纸传感器、PC机接口组成，电源、电机、光电传感器阵列模块、PC机接口和检纸传感器都通过电缆与信息采集与处理控制部分连接。信息采集与处理控制部分由数字信号处理器U1，电源DC-DC转换器U10，电机驱动控制器U9、U11，存储器U2、光电耦合器U8、U13，USB控制器U4、串口控制器U18、逻辑控制器U5及阻容器件组成，各元器件之间实行电连接。
电源DC-DC转换器由集成电路U10与二极管及阻容元件组成，各电路元件之间电连接，U10用集成电路TPS767D301。
电机驱动控制器由集成电路U9、U11及阻容元件组成，各电路元件之间电连接，U9、U11分别与光电耦合器电路中的集成电路U8、U13连接，U9用集成电路L298，U11用集成电路L298或BUZ11A。
存储器由集成电路U2构成，U2与数字信号处理器U1连接，U2用集成电路61LV5128或61LV2568或61LV25616或61LV12816，U1用集成电路TMS320F2812或TMS320F2407A。
光电耦合器由集成电路U8、U13组成，U8、U13与DSP处理器U1连接，同时分别与电机驱动控制器电路中的U9、U11连接，U8、U13用集成电路TLP521。
USB控制器由集成电路U4及阻容元件组成，各电路元件之间电连接，U4用集成电路PDIUSBD12。
串口控制器由集成电路U18构成，逻辑控制器由集成电路U5构成，由集成电路与串口控制器电连接，U18用集成电路MAX232或MAX202，U5用集成电路74LVC14。
上述多功能信息卡录入设备的工作方法如下：
(1)设备等待并接收命令，接收到的命令如果不是录入信息卡命令，设备执行相应的操作；如果是录入信息卡命令，设备自动馈纸，电机驱动控制器驱动信息卡进入光电传感器区；
(2)如果信息卡进纸超时，设备将结束馈纸操作；如果信息卡进入光电传感器区，设备通过光电传感器阵列模块，逐行采集信息卡的涂点信息；
(3)设备确定信息卡是否走出光电传感器区，如果信息卡未走出光电传感器区，设备继续采集信息卡的涂点信息；如果信息卡走出光电传感器区，设备甩出信息卡并结束馈纸操作；
(4)馈纸结束后，设备通过数字信号处理器识别信息卡涂点信息；
(5)设备识别信息卡涂点信息结束后，返回录入结果，信息卡录入结束；
(6)信息卡录入结束后，设备返回等待并接收命令状态。
除录入信息卡命令外，设备的命令系统还包括检测类命令、信息卡定义命令、预置识别参数命令和设备控制类命令。检测类命令用于为设备维护提供辅助信息；信息卡定义命令用于定义待录入的信息卡格式及信息位的含义；预置识别参数命令用于向信息卡录入设备设置识别参数，实现对信息位识别精度的调节；设备控制类命令用于控制电机运转、读取识别结果、清除缓冲区。
本发明在运行中，当信息卡录入时，信息采集与处理控制部分控制电机快速运转，进行搓纸，检纸传感器或光电传感器阵列模块检测有无信息卡进入；当信息卡进入光电传感器区时，信息采集与处理控制部分开始采集、识别、处理光电传感器信息并将结果通过串口线或USB线传输到计算机；当信息卡走出光电传感器区时，信息采集与处理控制部分控制电机甩纸，完成一次信息卡信息录入。本设备能连续自动进行信息卡录入。
(四)附图说明
图1为本发明的结构方框图。
图2为信息采集与处理控制部分中处理器与存储器部分电路图。
图3为信息采集与处理控制部分中USB控制器部分电路图。
图4为信息采集与处理控制部分中串口控制器和逻辑控制器部分电路图。
图5为信息采集与处理控制部分中电机驱动控制器及光电耦合器部分电路图。
图6为信息采集与处理控制部分中电源转换器部分电路图。
图7为本发明工作方法流程图。
其中，1、电源，2、七芯线，3、信息采集与处理控制部分，4、二芯线，5、直流电机，6、三芯线，7、PC机接口，8、十六芯线，9、光电传感器阵列模块，10、四芯线，11、检纸传感器。
(五)具体实施方式
实施例：本发明的结构如图1-图6所示。多功能信息卡录入设备，由电源1、电机5、信息采集与处理控制部分3、光电传感器阵列模块9、检纸传感器11、PC机接口7组成，电源1、电机5、光电传感器阵列模块9、PC机接口7和检纸传感器11都通过电缆与信息处理控制模块连接，信息采集与处理控制部分3由数字信号处理器U1，电源DC-DC转换器U10，电机驱动控制器U9、U11，存储器U2、光电耦合器U8、U13，USB控制器U4、串口控制器U18、逻辑控制器U5及阻容器件组成，各元器件之间实行电连接。
如图2所示，电容C62、C65分别与U1的10、11脚相连接，另一端接地；电阻R4与U1的22脚相连接，另一端接地；晶振Y1两端分别与U1的77、76脚相连接，电容C66、C67分别与Y1两端连接，电容C63、C64、C18、C19为电源滤波，U2与U1之间使用地址总线A0-A18、数据总线D0-D15、控制总线/CS2、/RD、/WE相连接，U2作为U1的外部存储器由U1控制，JP1是16脚的插座，用于连接光电传感器阵列模块9和信息采集与处理控制部分3，JP1与U1的ADCIN0-ADCIN5相连，为U1的内部A/D采集器提供6路光电信号用于采集，U1的GPIOF8-GPIOF10与JP1相连，用于控制光电传感器阵列模块9上的多路模拟开关，选择光电传感器阵列模块9不同路号的光电信号输入，J12是检纸传感器信号IN00输入插座，IN00信号与JP1的IN00相连，为光电传感器阵列模块提供一路信号，磁珠FB3与电容C7组成IN00的滤波电路。
如图3所示，U4与U1之间使用地址总线A0、数据总线D0-D7、控制总线/CS0&1、/RD、/WE、/XINT相连接，U4的D+、D-分别通过电阻R14、R15与USB插座J1的D+、D-相连，J1是USB接口插座，Y2与电容组成晶振电路与U4的XTAL2、XTAL1相连，电阻R16、R17、R18、R19为U4的12、19、18、14脚信号提供上拉，电阻R20与光电管LED1组成USB工作指示电路与+3.3V和U4的21脚相连。
如图4所示，U18为RS232接口集成电路MAX232或MAX202，U5为6反相器集成电路74LVC14。U1的串口信号SCITXD与U18的11脚T1IN相连，SCIRXD经过U5两次反相与U18的12脚R1OUT相连。由于U1是3V器件，U18是5V器件，SCIRXD是U1的输入，用U5对SCIRXD信号进行电平转换，SCITXD是U1输出可以直接与U18相连。U18的T1OUT与R1N分别与RS232接插件J2的3、2脚相连。0.1uF电容C21、C27、C31、C33是U18外围电容。跳线JP2与300欧电阻R9组成SCITXD信号下拉选择电路。磁珠L3用STPB2012-221与0.1uF电容C38、C32组成D5V的滤波电路为U18的16脚提供电源，U18的8、10接D5V。图4所示电路组成RS232接口。U1控制RS232接口与外部进行数据通讯。
如图5所示，U9、U11用驱动控制集成电路L298，U8用光耦TLP521-4，U13用光耦TLP521-2。U1的GPIOA2-GPIOA7、GPIOB7通过200欧限流电阻R10、R12、R35、R75、R76、R77与光耦U8、U13相连，经过光耦电气隔离后输出与U9、U11相连。其中经电气隔离后的GPIOA7与U11的ENA、ENB相连，使能U11，隔离后的GPIOA4与U11的IN2、IN3相连，隔离后的GPIOA5与U11的IN1、IN4相连，U11输出OUTT2-OUTT3、OUTT1-OUTT4通过插座J9与直流电机的两端相连，GPIOA4、GPIOA5控制电机运转方向。隔离后的GPIOB7与U9的ENA、ENB相连，使能U9，隔离后的GPIOA2与U9的IN2、IN3相连，隔离后的GPIOA3与U9的IN1、IN4相连，U9输出OUTT2-OUTT3、OUTT1-OUTT4通过插座J6与直流电机的两端相连，GPIOA2、GPIOA3控制另一电机运转方向。L1、L2、L4、L5是滤波磁珠，使用STPB3216-391。4.7K电阻R13、R24、R25、R78、R79、R80作为光耦外围下拉电阻连接在光耦输出各信号线上。
如图6所示，U10用电压转换集成电路TPS767D301，TPS767D301是双路电压转换器，将电源1输入的5V电压转换成3.3V和1.8V提供给各电路使用。5V电压经1uF电容C40、C77稳压后分别接U10的1IN与2IN，4.7K电阻R97与发光二极管D8组成5V电压指示电路，U10的1OUT输出1.8V电压，经10uF电容C56、0.1uF电容C42，磁珠FB2、FB5滤波后提供+1.8V和+1.8VA，30K电阻R96与18K电阻R98组成电压反馈电路接U10的25脚。U10的2OUT输出3.3V电压，经10uF电容C78、0.1uF电容C41，磁珠FB4、FB6滤波后提供+3.3V和+3.3VA。U10的22脚输出低电平复位信号经4.7K电阻R95上拉后与U1和U4的/RS信号相连，提供复位信号。FB2、FB5、FB4、FB6使用磁珠STPB2012-221。
U10用集成电路TPS767D301，U9用集成电路L298，U11用集成电路L298，U2用集成电路61LV5128，U1用集成电路TMS320F2812，U8、U13用集成电路TLP521，U4用集成电路PDIUSBD12，U18用集成电路MAX232，U5用集成电路74LVC14。
上述多功能信息卡录入设备的工作方法如下：
(1)设备等待并接收命令，接收到的命令如果不是录入信息卡命令，设备执行相应的操作；如果是录入信息卡命令，设备自动馈纸，电机驱动控制器驱动信息卡进入光电传感器区；
(2)如果信息卡进纸超时，设备将结束馈纸操作；如果信息卡进入光电传感器区，设备通过光电传感器阵列模块，逐行采集信息卡的涂点信息；
(3)设备确定信息卡是否走出光电传感器区，如果信息卡未走出光电传感器区，设备继续采集信息卡的涂点信息；如果信息卡走出光电传感器区，设备甩出信息卡并结束馈纸操作；
(4)馈纸结束后，设备通过数字信号处理器识别信息卡涂点信息；
(5)设备识别信息卡涂点信息结束后，返回录入结果，信息卡录入结束；
(6)信息卡录入结束后，设备返回等待并接收命令状态。
除录入信息卡命令外，设备的命令系统还包括检测类命令、信息卡定义命令、预置识别参数命令和设备控制类命令。检测类命令用于为设备维护提供辅助信息；信息卡定义命令用于定义待录入的信息卡格式及信息位的含义；预置识别参数命令用于向信息卡录入设备设置识别参数，实现对信息位识别精度的调节；设备控制类命令用于控制电机运转、读取识别结果、清除缓冲区。
Claims (3)
1、一种多功能信息卡录入设备，由电源、电机、信息采集与处理控制部分、光电传感器阵列模块、检纸传感器、PC机接口组成，电源、电机、光电传感器阵列模块、PC机接口和检纸传感器都通过电缆与信息采集与处理控制部分连接，其特征在于，信息采集与处理控制部分由数字信号处理器U1，电源DC-DC转换器U10，电机驱动控制器U9、U11，存储器U2、光电耦合器U8、U13，USB控制器U4、串口控制器U18、逻辑控制器U5及阻容器件组成，电源DC-DC转换器由集成电路U10与二极管及阻容元件组成，各电路元件之间电连接；电机驱动控制器由集成电路U9、U11及阻容元件组成，各电路元件之间电连接，U9、U11分别与光电耦合器电路中的集成电路U8、U13连接；存储器由集成电路U2构成，U2与数字信号处理器U1连接；光电耦合器由集成电路U8、U13组成，U8、U13与DSP处理器U1连接，同时分别与电机驱动控制器电路中的U9、U11连接；USB控制器由集成电路U4及阻容元件组成，各电路元件之间电连接；串口控制器由集成电路U18构成，逻辑控制器由集成电路U5构成，由集成电路与串口控制器电连接。
2、如权利要求1所述的多功能信息卡录入设备，其特征在于，所述的U10用集成电路TPS767D301，U9用集成电路L298，U11用集成电路L298或BUZ11A，U2用集成电路61LV5128或61LV2568或61LV25616或61LV12816，U1用集成电路TMS320F2812或TMS320F2407A，U8、U13用集成电路TLP521，U4用集成电路PDIUSBD12，U18用集成电路MAX232或MAX202，U5用集成电路74LVC14。
3、如权利要求1所述的多功能信息卡录入设备的工作方法，其特征在于，所述多功能信息卡录入设备的工作方法如下：
(1)设备等待并接收命令，接收到的命令如果不是录入信息卡命令，设备执行相应的操作；如果是录入信息卡命令，设备自动馈纸，电机驱动控制器驱动信息卡进入光电传感器区；
(2)如果信息卡进纸超时，设备将结束馈纸操作；如果信息卡进入光电传感器区，设备通过光电传感器阵列模块，逐行采集信息卡的涂点信息；
(3)设备确定信息卡是否走出光电传感器区，如果信息卡未走出光电传感器区，设备继续采集信息卡的涂点信息；如果信息卡走出光电传感器区，设备甩出信息卡并结束馈纸操作；
(4)馈纸结束后，设备通过数字信号处理器识别信息卡涂点信息；
(5)设备识别信息卡涂点信息结束后，返回录入结果，信息卡录入结束；
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