CN108492389A - 一种地铁指纹付费装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种地铁指纹付费装置,属于电子支付领域。本发明包括指纹识别模块、数据传输模块、数据存储模块和控制模块;其中指纹识别模块包含进站闸机指纹识别模块和出站闸机指纹识别模块,进站闸机指纹识别模块和出站闸机指纹识别模块分别与数据传输模块连接,数据传输模块与控制模块相连,控制模块与数据存储模块连接;进站闸机和出站闸机上均设有显示屏、蜂鸣器和红外传感器,三者均与控制模块相连。本发明结构简单,成本低廉,实用性强,操作便捷,适用性强,可以针对具有指纹识别功能的地铁进出站闸机进行扣费处理,能节省时间,提高安全系数。
Description
技术领域
本发明涉及一种地铁指纹付费装置,属于电子支付领域。
背景技术
城市化进程的加速,在给人们的日常生活以及社会带来便利的同时,也随之产生了一些问题。机动车数量增加迅猛,导致交通拥堵,日常上下班以及旅游出行,道路拥挤、车辆堵塞、交通秩序混乱已经是一种常见现象。所以城市轨道交通建设,对于缓解城市化进程带来的交通压力有重大意义。地铁的建设可以缓解城市交通压力,使城市规划更加科学和合理,还可以节约能源、减少污染,节省上班族上下班时间。然而,选择乘坐地铁也存在不可避免的问题。在旅游旺季或上下班高峰期,地铁会非常拥挤,排队购票有时候会占用很多时间,还会存在丢卡的情况,有时候甚至售票机会出现故障无法售票,给原本就很紧凑的出行节奏带来不必要的麻烦。因此,需要一种手段,以减少排队买票时间以及避免地铁卡丢失的情况,我们可以利用指纹识别技术,有唯一识别性,而且安全便捷。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:本发明提供了一种地铁指纹付费装置,用来解决现有地铁系统买票售票占用时间长,售票机出故障耽误出行时间以及地铁卡丢失等一系列问题。
本发明的技术方案是:一种地铁指纹付费装置,包括指纹识别模块、数据传输模块、数据存储模块和控制模块;其中指纹识别模块包含进站闸机指纹识别模块和出站闸机指纹识别模块,进站闸机指纹识别模块和出站闸机指纹识别模块分别与数据传输模块连接,数据传输模块与控制模块相连,控制模块与数据存储模块连接;进站闸机和出站闸机上均设有显示屏、蜂鸣器和红外传感器,三者均与控制模块相连;
所述数据存储模块包括价格信息、指纹信息、身份证信息和银行卡信息,指纹信息、身份证信息和银行卡信息三者一一对应;
所述进站闸机指纹识别模块用于检测进站行人的指纹信息并通过数据传输模块传输至控制模块,再与数据存储模块中的指纹信息进行匹配,匹配成功则进站闸机打开同时获取进站号;
所述出站闸机指纹识别模块用于检测出站行人的指纹信息并通过数据传输模块传输至控制模块,再通过数据存储模块查询到与该指纹相关的银行卡信息,获取出站号后查询到对应的费用并从银行卡自动扣费,则出站闸机打开放行。
所述蜂鸣器用于提示行人指纹识别是否成功以及银行卡扣费是否成功;所述红外传感器用于感应行人是否通过通道。
所述指纹识别模块包括芯片MBF200、芯片MAX232、芯片OM-20、跳线焊盘Header、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11;
其中芯片MBF200的VDDA1管脚接VDD;VSSA1管脚连接电容C1后一端与等势体连接,另一端与VDD连接;芯片MBF200的ISET管脚与电阻R1连接,电阻R1的另一端与电容C2连接,AIN管脚与电阻R2连接,电阻R2的另一端与电容C2连接,FSET管脚与电阻R3连接,电阻R3的另一端与电容C2连接,电容C2的另一端与指纹器连接,将检测到的指纹信息传到芯片MBF200中;电容C3一端与芯片MBF200的VSSA2管脚连接,另一端与VDDA2连接,VSSA2管脚与等势体连接,VDDA2管脚与VDD连接;芯片MBF200的TEST管脚接地;芯片MBF200的VSS1管脚接地,VDD1管脚与电阻R4串联后再与VDD连接,电容C4一端与VSS1管脚连接,另一端与VDD1连接;芯片MBF200的VSS3管脚、MODE1管脚一端接地,另一端与电容C6连接,VDD3管脚、MODE0管脚一端与VDD连接,另一端与电容C6连接;芯片MBF200的MISO管脚、MOSI管脚、S/C/S管脚、SCLK管脚与跳线焊盘Header的MISO、MOSI、S/C/S、SCLK四个端口相连接,芯片MBF200的SCLK管脚与电阻R5串联后接VDD;电容C5的一端接芯片MBF200的VDD2管脚,另一端接VSS2管脚,电容C5一端接VDD,另一端接地;芯片MBF200的W/R管脚与控制模块中的芯片SPCE061A的INT管脚连接;芯片SPCE061A的IOB10管脚与芯片MAX232的T2IN管脚连接,芯片SPCE061A的IOB7管脚与芯片MAX232的R2OUT连接;芯片MAX232的GND管脚一端接地,另一端与电容C7串联后连接V+管脚;芯片MAX232的VCC管脚接VCC;电容C9的一端接芯片MAX232的C1+管脚,另一端接芯片MAX232的C1-管脚;电容C10的一端接芯片MAX232的C2+管脚,另一端接芯片MAX232的C2-管脚;芯片MAX232的V-管脚与电容C11串联后接地;芯片MAX232的T2OUT管脚与芯片OM-20的RIN管脚连接,芯片MAX232的R2IN管脚与芯片OM-20的ROUT管脚连接。
所述数据传输模块包括芯片MC55、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、二极管DS;
其中芯片MC55的VCC管脚与电容C12串联后再与电阻R6连接;芯片MC55的CLK管脚与电容C13串联后再与电阻R6连接;芯片MC55的CIO管脚与电容C14串联后再与电阻R6连接;芯片MC55的CRST管脚与电容C15串联后再与电阻R6连接;芯片MC55的CGND管脚与电阻R6连接;电阻R6的另一端接VCC;电阻R7一端接VCC,另一端接芯片MC55的TXD0管脚,电阻R8一端接芯片MC55的TXD0管脚,另一端接控制模块中的芯片SPCE061A的TXD2管脚;电阻R9的一端接芯片MC55的RXD0管脚,另一端接三极管Q1的基极,三极管Q1的发射极接VCC,三极管Q2与电阻R11串联后再与电阻R10并联,再接三极管Q1的集电极,三极管Q2的发射极接VCC,电阻R11的另一端接芯片SPCE061A的RXD2管脚;芯片MC55的RING0管脚与芯片SPCE061A的INT管脚连接;三极管Q5集电极接芯片MC55的IGT管脚,集电极接VCC,基极接电阻R15,电阻R15的另一端接芯片SPCE061A的T2管脚;三极管Q4的集电极接芯片MC55的EMERG管脚,发射极接VCC,基极接电阻R14,电阻R14的另一端接芯片SPCE061A的T2EX管脚;电阻R12一端接芯片MC55的SYNC管脚,另一端接三极管Q3的基极,三极管Q3的发射极接VCC,集电极接二极管DS,二极管DS的另一端接电阻R13,电阻R13另一端接VCC。
本发明的工作原理是:
在使用地铁指纹付费前,应先到地铁公司,将自己的指纹录入地铁系统,同时将指纹信息与银行卡、身份证建立关联。以达到识别出指纹,便能获取相应银行卡信息进行扣费处理。进站时,进站闸机指纹识别模块检测进站行人的指纹信息并通过数据传输模块传输至控制模块,再与数据存储模块中的指纹信息进行匹配,匹配成功则进站闸机打开同时获取进站号;出站时,出站闸机指纹识别模块检测出站行人的指纹信息并通过数据传输模块传输至控制模块,再通过数据存储模块查询到与该指纹相关的银行卡信息,获取出站号后查询到对应的费用并从银行卡自动扣费,则出站闸机打开放行。在进站和出站的同时,显示屏上会显示相关的信息,如指纹识别结果、应扣金额,银行卡余额等,同时蜂鸣器会提示指纹识别是否成功以及银行卡扣费是否成功,红外传感器会全程感应行人是否通过通道。
本发明的有益效果是:结构简单,成本低廉,实用性强,操作便捷,适用性强,可以针对具有指纹识别功能的地铁进出站的闸机进行扣费处理,能大程度上节省时间,节约资源,避免地铁卡丢失,提高安全系数。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明的指纹识别电路图;
图3是本发明的数据传输电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1:如图1所示,一种地铁指纹付费装置,包括指纹识别模块、数据传输模块、数据存储模块和控制模块;其中指纹识别模块包含进站闸机指纹识别模块和出站闸机指纹识别模块,进站闸机指纹识别模块和出站闸机指纹识别模块分别与数据传输模块连接,数据传输模块与控制模块相连,控制模块与数据存储模块连接;进站闸机和出站闸机上均设有显示屏、蜂鸣器和红外传感器,三者均与控制模块相连;
所述数据存储模块包括价格信息、指纹信息、身份证信息和银行卡信息,指纹信息、身份证信息和银行卡信息三者一一对应;
所述进站闸机指纹识别模块用于检测进站行人的指纹信息并通过数据传输模块传输至控制模块,再与数据存储模块中的指纹信息进行匹配,匹配成功则进站闸机打开同时获取进站号;
所述出站闸机指纹识别模块用于检测出站行人的指纹信息并通过数据传输模块传输至控制模块,再通过数据存储模块查询到与该指纹相关的银行卡信息,获取出站号后查询到对应的费用并从银行卡自动扣费,则出站闸机打开放行。
所述蜂鸣器用于提示行人指纹识别是否成功以及银行卡扣费是否成功;所述红外传感器用于感应行人是否通过通道。
实施例2:如图2所示,指纹识别模块包括芯片MBF200、芯片MAX232、芯片OM-20、跳线焊盘Header、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11;其中芯片MBF200的VDDA1管脚接VDD;VSSA1管脚连接电容C1后一端与等势体连接,另一端与VDD连接;芯片MBF200的ISET管脚与电阻R1连接,电阻R1的另一端与电容C2连接,AIN管脚与电阻R2连接,电阻R2的另一端与电容C2连接,FSET管脚与电阻R3连接,电阻R3的另一端与电容C2连接,电容C2的另一端与指纹器连接,将检测到的指纹信息传到芯片MBF200中;电容C3一端与芯片MBF200的VSSA2管脚连接,另一端与VDDA2连接,VSSA2管脚与等势体连接,VDDA2管脚与VDD连接;芯片MBF200的TEST管脚接地;芯片MBF200的VSS1管脚接地,VDD1管脚与电阻R4串联后与VDD连接,电容C4一端与VSS1管脚连接,另一端与VDD1连接;芯片MBF200的VSS3管脚、MODE1管脚一端接地,另一端与电容C6连接,VDD3管脚、MODE0管脚一端与VDD连接,另一端与电容C6连接;芯片MBF200的MISO管脚、MOSI管脚、S/C/S管脚、SCLK管脚与跳线焊盘Header的MISO、MOSI、S/C/S、SCLK四个端口相连接,跳线焊盘Header上的这四个端口对应的是FPGA上的四个管脚,S/C/S管脚为芯片MBF200的使能端,SCLK管脚为芯片MBF200的系统时钟,当需要检测指纹信号时,跳线焊盘Header向芯片MBF200的S/C/S管脚发送低电平,使芯片MBF200开始工作,跳线焊盘Header通过MOSI管脚向芯片MBF200发送控制命令,控制芯片MBF200的数据输出方式及传输模式;芯片MBF200的SCLK管脚与电阻R5串联后接VDD,起到限流保护电路的作用;电容C5的一端接芯片MBF200的VDD2管脚,另一端接VSS2管脚,电容C5一端接VDD,另一端接地;芯片MBF200的W/R管脚与控制模块中的芯片SPCE061A的INT管脚连接;芯片SPCE061A的IOB10管脚与芯片MAX232的T2IN管脚连接,以实现发送信号,芯片SPCE061A的IOB7管脚与芯片MAX232的R2OUT连接,以实现接收信号;芯片MAX232的GND管脚一端接地,另一端与电容C7串联后连接V+管脚;芯片MAX232的VCC管脚接VCC;电容C9的一端接芯片MAX232的C1+管脚,另一端接芯片MAX232的C1-管脚;电容C10的一端接芯片MAX232的C2+管脚,另一端接芯片MAX232的C2-管脚;芯片MAX232的V-管脚与电容C11串联后接地;芯片MAX232的T2OUT管脚与芯片OM-20的RIN管脚连接,芯片MAX232的R2IN管脚与芯片OM-20的ROUT管脚连接;
如图3所示,数据传输模块包括芯片MC55、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、二极管DS;
其中芯片MC55的VCC管脚与电容C12串联后电阻R6连接;芯片MC55的CLK管脚与电容C13串联后与电阻R6连接;芯片MC55的CIO管脚与电容C14串联后与电阻R6连接;芯片MC55的CRST管脚与电容C15串联后与电阻R6连接;芯片MC55的CGND管脚与电阻R6连接;电阻R6的另一端接VCC;电阻R7一端接VCC,另一端接芯片MC55的TXD0管脚,电阻R8一端接芯片MC55的TXD0管脚,另一端接控制模块中的芯片SPCE061A的TXD2管脚,芯片MC55的TXD0管脚是用于接收芯片SPCE061A传来的数据,而芯片SPCE061A的TXD2管脚是用于传送数据的;电阻R9的一端接芯片MC55的RXD0管脚,另一端接三极管Q1的基极,三极管Q1的发射极接VCC,三极管Q2与电阻R11串联后再与电阻R10并联,再接三极管Q1的集电极,三极管Q2的发射极接VCC,电阻R11的另一端接芯片SPCE061A的RXD2管脚,芯片MC55的RXD0管脚是用于向芯片SPCE061A发送数据,芯片SPCE061A的RXD2管脚是用于接收数据;芯片MC55的RING0管脚与芯片SPCE061A的INT管脚连接;三极管Q5集电极接芯片MC55的IGT管脚,发射极接VCC,基极接电阻R15,电阻R15的另一端接芯片SPCE061A的T2管脚;三极管Q4的集电极接芯片MC55的EMERG管脚,发射极接VCC,另一端接电阻R14,电阻R14的另一端接芯片SPCE061A的T2EX管脚;电阻R12一端接芯片MC55的SYNC管脚,另一端接三极管Q3的基极,三极管Q3的发射极接VCC,集电极接二极管DS,二极管DS的另一端接电阻R13,电阻R13另一端接VCC。
进站时,通过进站闸机指纹识别模块进行指纹检测,检测到的指纹信息通过芯片MBF200的AIN管脚传送到芯片MBF200中,并通过W/R管脚与单片机芯片SPCE061A的INT管脚连接,在通过RIN管脚将指纹信息传输到OM-20芯片进行识别,识别结果通过ROUT管脚反馈到芯片SPCE061A。芯片SPCE061A再将指纹信息由数据传输模块上传到数据存储模块中,其中数据传输模块中芯片MC55的TXD0管脚是用于接收从芯片SPCE061A传来的数据,RXD0管脚是用于向芯片SPCE061A发送数据,而芯片SPCE061A的TXD2管脚是用于向数据传输模块传送数据的,RXD2是用于接收从数据传输模块传输来的数据。此时进站闸机上的蜂鸣器会发出悦耳声响,提示行人指纹识别成功,记录下进站号,同时给控制模块发送信号,申请通过,控制模块控制电机驱动闸机打开,进站闸机上的红外传感器感应行人通过通道的全过程,并不断向主控制板发送信号,直至行人通过,关闭闸机。
通过出站闸机时,再次检测并识别指纹信息,将指纹信息传输到数据存储模块并查找与该指纹相关的银行卡信息,并获取出站号,由先前记录的进站号和当前获取的出站号,在数据存储模块中查询该区间段的价格信息,获得价格信息后,通过与该指纹关联的银行卡进行扣费,银行卡扣费时,可以免输密码,由指纹验证后扣费,扣费结束即更新银行卡余额,并将更新后的信息重新写入数据存储模块。出站闸机上的蜂鸣器发出悦耳声响,提示扣费成功,并显示扣费金额,同时给控制模块发送信号,申请通过,控制模块再控制电机驱动闸机打开,出站闸机上的红外传感器感应行人通过通道的全过程,并不断向控制模块发送信号,直至行人出站,关闭闸机。
实施例3:在使用地铁指纹付费前,应先到地铁公司,将自己的指纹录入地铁系统,同时将指纹信息与银行卡、身份证建立关联。以达到识别出指纹,便能获取相应银行卡信息进行扣费处理,具体的过程如下:
将采集到的指纹进行处理,对采集的指纹图像进行预处理,再提取图像预处理后的指纹信息的关键特征,每个人的指纹信息以及身份证信息都各不相同,将指纹信息匹配身份证信息和银行卡信息建立一一对应的关系存储在数据库中,达到识别该指纹便能获取相应身份证信息以及银行卡信息的目的。
刷指纹进站时会记录进站号并上传到数据存储模块,刷指纹出站时会获取出站号,乘坐地铁是分段计价,根据进站号和出站号在已有的数据存储模块中进行查询,查询得到该进出站区间的应缴金额,根据识别得到的指纹信息确定与该指纹关联的银行卡信息,用该银行卡扣除进出站区间应缴金额,银行卡付费时,在免输付款密码的情况下由指纹识别进行验证扣费,并实时更新银行卡余额,将更新后的银行卡信息重新对应存入数据存储模块中。
上面结合图对本发明的具体实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (4)
1.一种地铁指纹付费装置,其特征在于:包括指纹识别模块、数据传输模块、数据存储模块和控制模块;其中指纹识别模块包含进站闸机指纹识别模块和出站闸机指纹识别模块,进站闸机指纹识别模块和出站闸机指纹识别模块分别与数据传输模块连接,数据传输模块与控制模块相连,控制模块与数据存储模块连接;进站闸机和出站闸机上均设有显示屏、蜂鸣器和红外传感器,三者均与控制模块相连;
所述数据存储模块包括价格信息、指纹信息、身份证信息和银行卡信息,指纹信息、身份证信息和银行卡信息三者一一对应;
所述进站闸机指纹识别模块用于检测进站行人的指纹信息并通过数据传输模块传输至控制模块,再与数据存储模块中的指纹信息进行匹配,匹配成功则进站闸机打开同时获取进站号;
所述出站闸机指纹识别模块用于检测出站行人的指纹信息并通过数据传输模块传输至控制模块,再通过数据存储模块查询到与该指纹相关的银行卡信息,获取出站号后查询到对应的费用并从银行卡自动扣费,则出站闸机打开放行。
2.根据权利要求1所述的地铁指纹付费装置,其特征在于:所述蜂鸣器用于提示行人指纹识别是否成功以及银行卡扣费是否成功;所述红外传感器用于感应行人是否通过通道。
3.根据权利要求1所述地铁指纹付费装置,其特征在于:所述指纹识别模块包括芯片MBF200、芯片MAX232、芯片OM-20、跳线焊盘Header、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11;
其中芯片MBF200的VDDA1管脚接VDD;VSSA1管脚连接电容C1后一端与等势体连接,另一端与VDD连接;芯片MBF200的ISET管脚与电阻R1连接,电阻R1的另一端与电容C2连接,AIN管脚与电阻R2连接,电阻R2的另一端与电容C2连接,FSET管脚与电阻R3连接,电阻R3的另一端与电容C2连接,电容C2的另一端与指纹器连接,将检测到的指纹信息传到芯片MBF200中;电容C3一端与芯片MBF200的VSSA2管脚连接,另一端与VDDA2连接,VSSA2管脚与等势体连接,VDDA2管脚与VDD连接;芯片MBF200的TEST管脚接地;芯片MBF200的VSS1管脚接地,VDD1管脚与电阻R4串联后再与VDD连接,电容C4一端与VSS1管脚连接,另一端与VDD1连接;芯片MBF200的VSS3管脚、MODE1管脚一端接地,另一端与电容C6连接,VDD3管脚、MODE0管脚一端与VDD连接,另一端与电容C6连接;芯片MBF200的MISO管脚、MOSI管脚、S/C/S管脚、SCLK管脚与跳线焊盘Header的MISO、MOSI、S/C/S、SCLK四个端口相连接,芯片MBF200的SCLK管脚与电阻R5串联后接VDD;电容C5的一端接芯片MBF200的VDD2管脚,另一端接VSS2管脚,电容C5一端接VDD,另一端接地;芯片MBF200的W/R管脚与控制模块中的芯片SPCE061A的INT管脚连接;芯片SPCE061A的IOB10管脚与芯片MAX232的T2IN管脚连接,芯片SPCE061A的IOB7管脚与芯片MAX232的R2OUT连接;芯片MAX232的GND管脚一端接地,另一端与电容C7串联后连接V+管脚;芯片MAX232的VCC管脚接VCC;电容C9的一端接芯片MAX232的C1+管脚,另一端接芯片MAX232的C1-管脚;电容C10的一端接芯片MAX232的C2+管脚,另一端接芯片MAX232的C2-管脚;芯片MAX232的V-管脚与电容C11串联后接地;芯片MAX232的T2OUT管脚与芯片OM-20的RIN管脚连接,芯片MAX232的R2IN管脚与芯片OM-20的ROUT管脚连接。
4.根据权利要求1所述的地铁指纹付费装置,其特征在于:所述数据传输模块包括芯片MC55、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、二极管DS;
其中芯片MC55的VCC管脚与电容C12串联后再与电阻R6连接;芯片MC55的CLK管脚与电容C13串联后再与电阻R6连接;芯片MC55的CIO管脚与电容C14串联后再与电阻R6连接;芯片MC55的CRST管脚与电容C15串联后再与电阻R6连接;芯片MC55的CGND管脚与电阻R6连接;电阻R6的另一端接VCC;电阻R7一端接VCC,另一端接芯片MC55的TXD0管脚,电阻R8一端接芯片MC55的TXD0管脚,另一端接控制模块中的芯片SPCE061A的TXD2管脚;电阻R9的一端接芯片MC55的RXD0管脚,另一端接三极管Q1的基极,三极管Q1的发射极接VCC,三极管Q2与电阻R11串联后再与电阻R10并联,再接三极管Q1的集电极,三极管Q2的发射极接VCC,电阻R11的另一端接芯片SPCE061A的RXD2管脚;芯片MC55的RING0管脚与芯片SPCE061A的INT管脚连接;三极管Q5集电极接芯片MC55的IGT管脚,发射极接VCC,基极接电阻R15,电阻R15的另一端接芯片SPCE061A的T2管脚;三极管Q4的集电极接芯片MC55的EMERG管脚,发射极接VCC,基极接电阻R14,电阻R14的另一端接芯片SPCE061A的T2EX管脚;电阻R12一端接芯片MC55的SYNC管脚,另一端接三极管Q3的基极,三极管Q3的发射极接VCC,集电极接二极管DS,二极管DS的另一端接电阻R13,电阻R13另一端接VCC。
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