CN111079458A - 一种ic卡刷卡系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种IC卡刷卡系统，用于解决现有技术的IC卡刷卡系统由于内部电路结构复杂，使得系统流程运行复杂，容易导致刷卡出错的问题；包括单片机U2、读卡模块和串口模块，用于读取IC卡的所述读卡模块连接所述单片机U2，所述单片机U2连接用于与上位机进行通信的所述串口模块；本发明利用读卡芯片与天线电路模块对IC卡进行非接触式射频读卡，通过单片机U2对读取的信息进行处理，并经由串口模块与上位机进行通信，电路结构简单，使得系统运行时流程简单，不会导致刷卡出错；USB转串口芯片连接用于隔离外界干扰的光耦芯片，隔离外界干扰，保证系统与上位机之间通信质量。

Description

一种IC卡刷卡系统
技术领域
本发明涉及刷卡系统领域，具体为一种IC卡刷卡系统。
背景技术
IC卡(集成电路卡)，也称智能卡、智慧卡、微电路卡或微芯片卡，它是将一个微电子芯片嵌入符合ISO7816标准的卡基中，做成卡片形式。IC卡与读卡器之间的通讯方式可以是接触式，也可以是非接触式，根据通讯接口把IC卡分成接触式IC卡、非接触式IC卡和双界面卡(同时具备接触式与非接触式通讯接口)。
IC卡由于其固有的信息安全、便于携带、比较完善的标准化等优点，在身份认证、银行、电信、公共交通、等领域正得到越来越多的应用，例如二代身份证、银行的电子钱包、电信的手机SIM卡、公共交通的交通乘车卡等，都在人们日常生活中扮演重要角色。
然而，现有的IC卡刷卡系统内部电路结构复杂，运行起来复杂的流程容易导致系统刷卡出错。
发明内容
本发明的目的就在于提出一种IC卡刷卡系统，本发明利用读卡芯片与天线电路模块对IC卡进行非接触式射频读卡，通过单片机对读取的信息进行处理，并经由串口模块与上位机进行通信，电路结构简单，使得系统运行时流程简单，不会导致刷卡出错；USB转串口芯片连接用于隔离外界干扰的光耦芯片，隔离外界干扰，保证系统与上位机之间通信质量。
本发明所要解决的技术问题是：
(1)如何解决现有技术的IC卡刷卡系统由于内部电路结构复杂，使得系统流程运行复杂，容易导致刷卡出错的问题；
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种IC卡刷卡系统，包括单片机U2、读卡模块和串口模块，用于读取IC卡的所述读卡模块连接所述单片机U2，所述单片机U2连接用于与上位机进行通信的所述串口模块；
所述串口模块包括USB转串口芯片U6，USB转串口芯片U6连接USB接口P3，USB转串口芯片U6连接用于隔离外界干扰的光耦芯片U4、U5，
所述读卡模块包括读卡芯片，所述读卡芯片连接天线电路模块；
所述天线电路模块包括用于接收所述读卡芯片信号的接收电路、用于滤除高次谐波的低通滤波电路、天线以及天线匹配电路。
优选的，所述低通滤波电路为LC低通滤波器。
优选的，所述读卡模块与所述单片机U2之间通过SPI接口连接，所述读卡模块中的读卡芯片型号为RC522。
优选的，所述单片机U2连接用于内部测试的JTAG接口P2。
优选的，所述接收电路包括电阻R4和电阻R5，电阻R4的一端读卡芯片的16引脚连接；电阻R5的一端与电阻R4的另一端并接后接入读卡芯片的17引脚；电阻R5的另一端与电容C5的一端连接；
低通滤波电路包括电感L1、电感L2、电容C1和电容C2；电感L1的一端与读卡芯片的11引脚连接；电感L1的另一端与电容C1和电容C3的一端连接；电容C1的另一端与电容C2的一端接地，电容C2的另一端与电容C4的一端并接后接入电感L2的一端，电感L2的另一端与读卡芯片的13引脚连接；
天线匹配电路包括电容C3、电容C4、电容C6、电容C7、电容C8和电容C9；电容C3的另一端与电容C6的一端、电容C8的一端、天线和电容C5的另一端连接，电容C6的另一端、电容C8的另一端、电容C7的一端、电容C9的一端和天线并接后接地；电容C7的另一端、电容C9的另一端和天线并接后接入电容C4的另一端。
优选的，所述USB转串口芯片U6的UD+引脚连接USB接口P3的3引脚端，USB转串口芯片U6的UD-引脚连接USB接口P3的2引脚端；USB转串口芯片U6的X1引脚连接电容C21的一端和外部晶振Y1的一端；外部晶振Y1的另一端与USB转串口芯片U6的X0引脚和电容C22的一端连接，电容C21和电容C22的另一端并接后接地；USB转串口芯片U6的19引脚与二极管D4的正极，二极管D4的负极接地；USB转串口芯片U6的RXD引脚与电阻R14的一端连接后与光耦芯片U4的7引脚连接；USB转串口芯片U6的TXD引脚与光耦芯片U5的2引脚连接；USB转串口芯片U6的RXD引脚与电阻R9的一端并接后接入光耦芯片U4的7引脚；
所述光耦芯片U4的1引脚与电阻R8的一端连接，光耦芯片U4的2引脚与单片机U2的PA9引脚端连接；光耦芯片U4的3引脚与电阻R11的一端连接，光耦芯片U4的4引脚与电阻R12的一端连接，电阻R11的另一端和电阻R12的另一端并接后接地；光耦芯片U4的5引脚接地，光耦芯片U4的6引脚连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接地；
所述光耦芯片U5的1引脚连接电阻R13的一端，光耦芯片U5的3引脚连接电阻R16的一端，光耦芯片U5的4引脚连接电阻R17的一端，电阻R16的另一端与电阻R17的另一端并接后接地，光耦芯片U5的5引脚接地；光耦芯片U5的6引脚连接电阻R15的一端，电阻R15的另一端接地；光耦芯片U5的7引脚与电阻R14并接后接入单片机U2的PA10引脚。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、利用读卡芯片与天线电路模块对IC卡进行非接触式射频读卡，通过单片机对读取的信息进行处理，并经由串口模块与上位机进行通信，电路结构简单，使得系统运行时流程简单，不会导致刷卡出错；USB转串口芯片连接用于隔离外界干扰的光耦芯片，隔离外界干扰，保证系统与上位机之间通信质量。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明原理框图；
图2为本发明单片机示意图；
图3为本发明读卡芯片示意图；
图4为本发明天线电路模块电路示意图；
图5为本发明USB转串口芯片电路示意图
图6为本发明USB接口电路示意图；
图7为本发明光耦芯片U4电路示意图；
图8为本发明光耦芯片U5电路示意图；
图9为本发明JTAG接口示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-9所示，一种IC卡刷卡系统，包括单片机U2、读卡模块、串口模块，用于读取IC卡的读卡模块连接单片机U2，单片机U2连接用于与上位机进行通信的串口模块；单片机U2型号为STM32F103VCT6；
串口模块包括USB转串口芯片，USB转串口芯片连接USB接口，USB转串口芯片连接用于隔离外界干扰的光耦芯片。
读卡模块包括读卡芯片，读卡芯片连接天线电路模块。
天线电路模块包括用于接收读卡芯片信号的接收电路，用于滤除高次谐波的低通滤波电路，天线以及天线匹配电路。
低通滤波电路采用LC低通滤波器。
读卡模块与单片机U2之间通过SPI接口连接，读卡模块中的读卡芯片为RC522。
单片机U2连接用于内部测试的JTAG接口P2；具体连接为：单片机U2的PA13引脚与JTAG接口P2的7引脚连接；单片机U2的PA14引脚与JTAG接口P2的9引脚连接；单片机U2的PA15引脚与JTAG接口P2的5引脚连接；单片机U2的PB4引脚与JTAG接口P2的3引脚连接；单片机U2的PB3引脚与JTAG接口P2的13引脚连接；TAG接口P2的1引脚与单片机U2的11、28、50、75、100引脚均连接；
利用读卡芯片与天线电路模块对IC卡进行非接触式射频读卡，通过单片机U2对读取的信息进行处理，并经由串口模块与上位机进行通信，电路结构简单，使得系统运行时流程简单，不会导致刷卡出错；
串口模块包括USB转串口芯片U6，USB转串口芯片U6连接USB接口P3，USB转串口芯片U6连接用于隔离外界干扰的光耦芯片U4、U5，隔离外界干扰，保证系统与上位机之间通信质量；
USB转串口芯片U6的UD+引脚连接USB接口P3的3引脚端，USB转串口芯片U6的UD-引脚连接USB接口P3的2引脚端；USB转串口芯片U6的X1引脚连接电容C21的一端和外部晶振Y1的一端；外部晶振Y1的另一端与USB转串口芯片U6的X0引脚和电容C22的一端连接，电容C21和电容C22的另一端并接后接地；USB转串口芯片U6的19引脚与二极管D4的正极，二极管D4的负极接地；USB转串口芯片U6的RXD引脚与电阻R14的一端连接后与光耦芯片U4的7引脚连接；USB转串口芯片U6的TXD引脚与光耦芯片U5的2引脚连接；USB转串口芯片U6的RXD引脚与电阻R9的一端并接后接入光耦芯片U4的7引脚；
光耦芯片U4的1引脚与电阻R8的一端连接，光耦芯片U4的2引脚与单片机U2的PA9引脚端连接；光耦芯片U4的3引脚与电阻R11的一端连接，光耦芯片U4的4引脚与电阻R12的一端连接，电阻R11的另一端和电阻R12的另一端并接后接地；光耦芯片U4的5引脚接地，光耦芯片U4的6引脚连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接地；
光耦芯片U5的1引脚连接电阻R13的一端，光耦芯片U5的3引脚连接电阻R16的一端，光耦芯片U5的4引脚连接电阻R17的一端，电阻R16的另一端与电阻R17的另一端并接后接地，光耦芯片U5的5引脚接地；光耦芯片U5的6引脚连接电阻R15的一端，电阻R15的另一端接地；光耦芯片U5的7引脚与电阻R14并接后接入单片机U2的PA10引脚；
天线电路模块包括用于接收读卡芯片信号的接收电路、用于滤除高次谐波的低通滤波电路、天线以及天线匹配电路；低通滤波电路采用LC低通滤波器；
接收电路包括电阻R4和电阻R5，电阻R4的一端读卡芯片的16引脚连接；电阻R5的一端与电阻R4的另一端并接后接入读卡芯片的17引脚；电阻R5的另一端与电容C5的一端连接；
低通滤波电路包括电感L1、电感L2、电容C1和电容C2；电感L1的一端与读卡芯片的11引脚连接；电感L1的另一端与电容C1和电容C3的一端连接；电容C1的另一端与电容C2的一端接地，电容C2的另一端与电容C4的一端并接后接入电感L2的一端，电感L2的另一端与读卡芯片的13引脚连接；
天线匹配电路包括电容C3、电容C4、电容C6、电容C7、电容C8和电容C9；电容C3的另一端与电容C6的一端、电容C8的一端、天线和电容C5的另一端连接，电容C6的另一端、电容C8的另一端、电容C7的一端、电容C9的一端和天线并接后接地；电容C7的另一端、电容C9的另一端和天线并接后接入电容C4的另一端；
读卡模块与单片机U2之间通过SPI接口连接，读卡模块中的读卡芯片为RC522；
值得注意的是，本申请技术方案中的电路结构示意图已经在说明书附图中详细公开，并且说明书附图中公开了相关电器元件的规格及型号；
本发明工作原理：利用读卡芯片与天线电路模块对IC卡进行非接触式射频读卡，通过单片机U2对读取的信息进行处理，并经由串口模块与上位机进行通信，电路结构简单，使得系统运行时流程简单，不会导致刷卡出错；USB转串口芯片U6连接用于隔离外界干扰的光耦芯片U4、U5，隔离外界干扰，保证系统与上位机之间通信质量。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种IC卡刷卡系统，其特征在于：包括单片机U2、读卡模块和串口模块，用于读取IC卡的所述读卡模块连接所述单片机U2，所述单片机U2连接用于与上位机进行通信的所述串口模块；
所述串口模块包括USB转串口芯片U6，USB转串口芯片U6连接USB接口P3，USB转串口芯片U6连接用于隔离外界干扰的光耦芯片U4、U5，
所述读卡模块包括读卡芯片，所述读卡芯片连接天线电路模块；
所述天线电路模块包括用于接收所述读卡芯片信号的接收电路、用于滤除高次谐波的低通滤波电路、天线以及天线匹配电路。
2.根据权利要求1所述的一种IC卡刷卡系统，其特征在于：所述低通滤波电路为LC低通滤波器。
3.根据权利要求1所述的一种IC卡刷卡系统，其特征在于：所述读卡模块与所述单片机U2之间通过SPI接口连接，所述读卡模块中的读卡芯片型号为RC522。
4.根据权利要求1所述的一种IC卡刷卡系统，其特征在于：所述单片机U2连接用于内部测试的JTAG接口P2。
5.根据权利要求1所述的一种IC卡刷卡系统，其特征在于：所述接收电路包括电阻R4和电阻R5，电阻R4的一端读卡芯片的16引脚连接；电阻R5的一端与电阻R4的另一端并接后接入读卡芯片的17引脚；电阻R5的另一端与电容C5的一端连接；
低通滤波电路包括电感L1、电感L2、电容C1和电容C2；电感L1的一端与读卡芯片的11引脚连接；电感L1的另一端与电容C1和电容C3的一端连接；电容C1的另一端与电容C2的一端接地，电容C2的另一端与电容C4的一端并接后接入电感L2的一端，电感L2的另一端与读卡芯片的13引脚连接；
天线匹配电路包括电容C3、电容C4、电容C6、电容C7、电容C8和电容C9；电容C3的另一端与电容C6的一端、电容C8的一端、天线和电容C5的另一端连接，电容C6的另一端、电容C8的另一端、电容C7的一端、电容C9的一端和天线并接后接地；电容C7的另一端、电容C9的另一端和天线并接后接入电容C4的另一端。
6.根据权利要求1所述的一种IC卡刷卡系统，其特征在于：所述USB转串口芯片U6的UD+引脚连接USB接口P3的3引脚端，USB转串口芯片U6的UD-引脚连接USB接口P3的2引脚端；USB转串口芯片U6的X1引脚连接电容C21的一端和外部晶振Y1的一端；外部晶振Y1的另一端与USB转串口芯片U6的X0引脚和电容C22的一端连接，电容C21和电容C22的另一端并接后接地；USB转串口芯片U6的19引脚与二极管D4的正极，二极管D4的负极接地；USB转串口芯片U6的RXD引脚与电阻R14的一端连接后与光耦芯片U4的7引脚连接；USB转串口芯片U6的TXD引脚与光耦芯片U5的2引脚连接；USB转串口芯片U6的RXD引脚与电阻R9的一端并接后接入光耦芯片U4的7引脚；
所述光耦芯片U4的1引脚与电阻R8的一端连接，光耦芯片U4的2引脚与单片机U2的PA9引脚端连接；光耦芯片U4的3引脚与电阻R11的一端连接，光耦芯片U4的4引脚与电阻R12的一端连接，电阻R11的另一端和电阻R12的另一端并接后接地；光耦芯片U4的5引脚接地，光耦芯片U4的6引脚连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接地；
所述光耦芯片U5的1引脚连接电阻R13的一端，光耦芯片U5的3引脚连接电阻R16的一端，光耦芯片U5的4引脚连接电阻R17的一端，电阻R16的另一端与电阻R17的另一端并接后接地，光耦芯片U5的5引脚接地；光耦芯片U5的6引脚连接电阻R15的一端，电阻R15的另一端接地；光耦芯片U5的7引脚与电阻R14并接后接入单片机U2的PA10引脚。
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