CN101739578B - 三按键便携式ic卡读、写卡器 - Google Patents
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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
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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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee |
Owner name: SUNTRONT TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER NAME: HE'NAN SUNTRONT TECH. CO., LTD. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: In high tech Industrial Development Zone, Henan province Zhengzhou city 450001 Street No. 19 Patentee after: SUNTRONT TECHNOLOGY CO., LTD. Address before: In high tech Industrial Development Zone, Henan province Zhengzhou city 450001 Street No. 19 Patentee before: He'nan Suntront Tech. Co., Ltd. |