CN203287903U - 一种新型双卡选择控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种新型双卡选择控制系统，包括有双卡选择控制模块、MCU、第一卡槽和第二卡槽，双卡选择控制模块主要由相互导通连接的优先选择单元、切换单元、隔离单元、延时单元和判断单元组成，且双卡选择控制模块分别通过第一通信接口模块、第二通信接口模块和第三通信接口模块分别与第一卡槽、第二卡槽和MCU导通连接；第一卡槽的7816接口和第二卡槽的7816接口均与MCU的7816接口导通连接，且MCU的7816端口电源线可隔离断开地与第一卡槽的电源线或第二卡槽的电源线导通连接。这样，本控制系统具有智能优先选择功能，采用一套芯片实现对双接触卡的控制，解决双卡刷卡失败的问题，而且结构简单，易于实现。

Description

一种新型双卡选择控制系统

【技术领域】

本实用新型属于智能卡控制技术领域，尤其涉及一种新型双卡选择控制系统。

【背景技术】

目前，智能卡（Smart Card）是将一个专用的集成电路芯片镶嵌于符ISO/IEC7816标准或ISO/IEC14443标准的PVC(或IBS等)塑料基片中, 封装成外形与磁卡类似的卡片。智能卡已在众多领域获得广泛应用，并取得了初步的社会效益和经济效益。

市面上的智能卡（Smart Card） 可以分成接触式智能卡ICC和非接触式智能卡PICC与之对应的读卡器则分成接触式和非接触式两类。

巨大的智能卡市场更加速了与之相配套的读卡器产业的发展。一般读卡器的智能卡芯片MCU仅支持一张接触式智能卡或非接触式智能卡其中的一种，而同时支持两张接触智能卡的智能卡芯片MCU很少，同时成本比较高。

从技术实现来看，目前市场上的双接触卡方案有几种。一种是用两套芯片组做，即读卡器里装有两套智能卡芯片和存储器系统，相当于两个完整的智能卡芯片合在一起，放在同读卡器外壳中。这样的实现方式，能支持两张智能卡同时工作，但问题是其成本几乎也是普通读卡器的两倍，而且耗电量也常常是正常读卡器的两倍，目前市面上很多笨重的双卡槽读卡器用的就是这一方案。一种是在传统智能卡芯片组上加一个模拟开关(Analog Switch)，手动切换（不便宜操作），由此容易出现两张接触智能卡不兼容和控制软件不成熟等问题，导致通信数据冲突、失败。

在此背景下，一个智能卡芯片MCU的控制下，采用本实用新型双卡选择控制系统，从而解决上两种方案中存在问题。

缺点：

1、两张接触智能卡同时在卡槽里，造成MCU不知道先与哪张卡通信，导致通信数据冲突。

2、在拔卡的过程中，由于卡槽物理特性与卡片的金属片造成数据、时钟、复位、电源和地线相连，导致另一张卡刷卡失败。

【实用新型内容】

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种具有智能优先选择功能，采用一套芯片实现对双接触卡的控制，解决双卡刷卡失败的问题，且结构简单，易于实现的新型双卡选择控制系统。

本实用新型解决现有技术问题所采用的技术方案为：

一种新型双卡选择控制系统，包括有双卡选择控制模块、MCU、第一卡槽和第二卡槽，所述双卡选择控制模块主要由相互导通连接的优先选择单元、切换单元、隔离单元、延时单元和判断单元组成，且所述双卡选择控制模块分别通过第一通信接口模块、第二通信接口模块和第三通信接口模块分别与所述第一卡槽、第二卡槽和MCU导通连接。

进一步地，所述第一卡槽的7816接口和第二卡槽的7816接口均与所述MCU的7816接口导通连接，且所述MCU的7816端口电源线可隔离断开地与所述第一卡槽的电源线或第二卡槽的电源线导通连接。

进一步地，所述优先选择单元由两组优先选择/封锁电路和两路独立控制的模拟电子开关组成，所述两组优先选择/封锁电路分别主要由两个三极管Q1、Q2和四个电阻R1～R5组成，以及主要由两个三极管Q3、Q4和四个电阻R6～R10组成。

进一步地，所述切换单元是采用独立控制的两个模拟电子开关芯片。

进一步地，所述两个模拟电子开关芯片均为CD4066模拟电子开关芯片U1、U2，且所述优先选择单元的两路独立控制的模拟电子开关为所述CD4066模拟电子开关U2中的SW-C路和SW-D路。

进一步地，所述隔离单元是分别与所述两组优先选择/封锁电路连接的用于将所述MCU的7816接口的电源线与所述第一卡槽的电源线或所述第二卡槽的电源线进行隔离的两组隔离电路，所述两组隔离电路分别主要由两个三极管Q5、Q6和两个电阻R11、R12组成，以及主要由两个三极管Q7、Q8和两个电阻R13、R14组成。

进一步地，所述延时单元是分别与所述两组优先选择/封锁电路连接的两个放电电容C1、C2或者是延时电路。

进一步地，所述判断单元是与门电路，主要由分别与所述两组优先选择/封锁电路连接的两个二极管D1、D2和电阻R15组成。

进一步地，所述第一通信接口模块和第二通信接口模块均包括接触卡操作单元和接触卡卡座单元。

进一步地，所述双卡选择控制系统还连接有供给工作电源的电源模块，所述电源模块是电源管理芯片。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型通过上述技术方案，具有智能优先选择读卡器与IC卡之间的通信功能，采用一套芯片实现对双接触卡的控制，解决其中一张卡拔卡动作或卡到位信号已经断开，但是卡还在卡槽中导致很多信号线短接在一起，造成读卡器读取另一张卡数据失败，即双卡刷卡失败的问题，而且结构简单，易于实现。

【附图说明】

图1是本实用新型所述一种新型双卡选择控制系统实施例的结构示意图;

图2是本实用新型所述一种新型双卡选择控制系统实施例中双卡选择控制模块的电路结构示意图；

图3是本实用新型所述一种新型双卡选择控制系统的优选波形时序图。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至图3中所示：

本实用新型实施例所述的一种新型双卡选择控制系统，包括有双卡选择控制模块1、MCU 2、第一卡槽3和第二卡槽4，所述双卡选择控制模块1主要由相互导通连接的优先选择单元11、切换单元12、隔离单元13、延时单元14和判断单元15组成，且双卡选择控制模块1分别通过第一通信接口模块5、第二通信接口模块6和第三通信接口模块7分别与第一卡槽3、第二卡槽4和MCU 2导通连接，并且第一卡槽3的7816接口和第二卡槽4的7816接口均与MCU 2的7816接口导通连接，MCU7816端口2的电源线可隔离断开地与第一卡槽3的电源线或第二卡槽4的电源线导通连接。其中，所述双卡选择控制模块1的结构具体结构可以如图2：所述优先选择单元11由两组优先选择/封锁电路和两路独立控制的模拟电子开关组成，所述两组优先选择/封锁电路分别主要由两个三极管Q1、Q2和四个电阻R1～R5组成，以及主要由两个三极管Q3、Q4和四个电阻R6～R10组成；所述切换单元12是采用独立控制的两个模拟电子开关芯片，该两个模拟电子开关芯片为CD4066模拟电子开关芯片U1、U2，且所述优先选择单元11的两路独立控制的模拟电子开关为CD4066模拟电子开关芯片U2中的SW-C路和SW-D路（当然所述优先选择单元11的模拟电子开关也可单独采用独立控制模拟电子开关芯片。）；所述隔离单元13是分别与两组优先选择/封锁电路连接的两组隔离电路，所述两组隔离电路分别主要由两个三极管Q5、Q6和两个电阻R11、R12组成，以及主要由两个三极管Q7、Q8和两个电阻R13、R14组成；所述延时单元14是分别与所述两组优先选择/封锁电路连接的两个放电电容C1、C2；所述判断单元15是与门电路，主要由分别与所述两组优先选择/封锁电路连接的两个二极管D1、D2和电阻R15组成。

另外，所述第一通信接口模块5和第二通信接口模块6均包括接触卡操作单元和接触卡卡座单元；所述双卡选择控制系统还连接有供给工作电源的电源模块8，所述电源模块8是电源管理芯片。

本实用新型所述的新型双卡选择控制系统的工作原理为：当第一卡槽3和第二卡槽4均未插卡时，第一卡槽3的7816接口和第二卡槽4的7816接口均与MCU 2的7816接口的导通连接，且其电源线均与MCU 2的7816端口电源线隔离断开。当IC卡先插进第一卡槽3时，先将卡到位信号经第一通信接口模块5、双卡选择控制模块1发送给MCU 2，同时通过切换单元12将第二卡槽4的7816接口的数据、复位和时钟端口进行切换断开，以及通过隔离单元13（即图2中由两个三极管Q5、Q6和两个电阻R11、R12组成的隔离电路）对第一卡槽3的电源线进行连接，从而给第一卡槽3的IC卡与MCU 2建立唯一条完整通顺的7816接口通道；此时，第二卡槽4的7816接口与MCU 2的7816接口完整被切开，第二卡槽4再插入或拔出的IC卡对MCU 2的7816接口和卡到位信号无任何影响。如果第二卡槽4的IC卡还在卡槽中，拔掉第一卡槽1中的IC卡，双卡选择控制模块1会先自动向MCU 2发拔卡动作信号，同时将第一卡槽3的电源线进行封锁、隔离和对MCU 2的7816接口与第二卡槽4的7816接口的数据、复位和时钟端口进行切换连接，接着双卡选择控制模块1中的延时单元14（图2中的放电电容C1）延时一定时间后再自动将第二卡槽4的IC卡到位信号发送给MCU 2，同时通过切换单元12将第一卡槽3的7816接口的数据、复位和时钟端口进行切换断开，以及通过隔离单元13（即图2中由两个三极管Q7、Q8和两个电阻R13、R14组成的隔离电路）对第二卡槽4的电源线进行连接，从而给第二卡槽4的IC卡与MCU 2建立唯一条完整通顺的7816接口通道；此时，第一卡槽3的7816接口与MCU 2的7816接口完整被切开，第一卡槽3再插入或拔出的IC卡对MCU 2的7816接口和卡到位信号无任何影响。同理地，IC卡先插入第二卡槽4再插入第一卡槽3的原理与IC卡先插入第一卡槽3再插入第二卡槽4的原理一样，不再详细赘述。

图3是本实用新型所述新型双卡选择控制系统的优选波形时序图；其中，"H"表示高电平，"L"表示低电平；其中SW1状态、SW2状态："H"表示开关断开，"L"表示开关闭合。

当第一卡槽3的开关SW1和第二卡槽4的开关SW2断开时，即IC卡还没有到位，双卡选择控制模块1的三极管Q1～Q8均截止，判断单元15中的二极管D1和D2也截止，模拟电子开关U1、U2中的SW1-1、SW2-1、SW-Da、SW-X、CON1、CON2、CPRES点电压均为高电平；模拟电子开关U1、U2各独立控制模拟开关均导通，则IO与CIO1、CIO2导通，RST与CRST1、CRST2导通，CLK与CCLK1、CCLK2导通；GND与GND-D、GND-X断开，两卡槽的电源线与读卡器中MCU 2的电源线断开，其目的是为防止其中一张拔卡过程或卡到位已经断开但卡还留在卡槽中（半拔状态）造成CVCC与GND短路。时序波形图见图3第一段所示。

当SW1先闭合，SW1-1为低电平，由于CON2为高电平，模拟电子开关U2的SW-C路导通，SW-Da为低电平，二极管D1为导通，CPRES由高电平变为低电平（MCU 2检测到第一卡槽3卡插进），模拟电子开关U2 的SW-A、模拟电子开关U1的SW-B和SW-D路控制信号均为低电平，则IO与CIO2断开，RST与CRST2断开，CLK与CCLK2断开，这样可以先把读卡器（MCU 2的7816接口）与第二卡槽4的数据、复位、时钟信号隔离开，防止第二卡槽4拔卡过程造成数据、复位、时钟等信号短路；此时三极管Q5、Q6导通，第一卡槽3地GND-D与GND连接；三极管Q1通同时给电容C1充电，当电容电压大于三极管Q2基级导通电压，三极管Q2导通，CON1为低电平，从而导致模拟电子开关U2的SW-D路控制信号为低电平，模拟电子开关U2的SW-D路断开；此时，不管SW2是断开，还是闭合，对SW-X点的信号永为高电平，模拟电子开关U2的SW-B、模拟电子开关U1的SW-A和SW-C路控制信号均为高电平，则IO与CIO1导通，RST与CRST1导通，CLK与CCLK1导通，其三极管Q3、Q4、Q7、Q8均截止，CON2保持高电平，第二卡槽4地 GND-X与GND保持隔离断开，这样是防止第二卡槽4的IC卡在拔卡过程或卡到位已经断开但卡还留在卡槽中（半拔状态）造成CVCC与地GND短路，IC卡与读卡器之间通信失败，时序图见图3第二段所示。

当SW1先闭合，后闭合SW2，再将SW1断开，SW-Da为高电平，二极管D1截止，CPRES由低电平变为高电平（MCU 2检测到第一卡槽3的IC卡被拔出）；模拟电子开关U2的SW-A、模拟电子开关U1的SW-B和SW-D路控制信号均为高电平，则IO与CIO2导通，RST与CRST2导通，CLK与CCLK2导通，此时先把读卡器（MCU 2的7816接口）与第二卡槽4的数据、复位、时钟信号连接上，为第二卡槽4通信做好准备；三极管Q5、Q6截止，将GND-D与GND断开，防止第一卡槽3中的IC卡还留在卡槽中（半拔状态），导致CVCC与GND短路；三极管Q1截止同时放电电容C1放电（延时作用，延时时间可以通过调整C1值），当放电电容C1的电压低于三极管Q2基级导通电压，三极管Q2再截止，CON1为高电平，此时模拟电子开关SW-B路控制信号为高电平，模拟开关SW-B路导通，SW-X为低电平，二极管D2导通，CPRES由高电平变为低电平（MCU 2检测到第二卡槽4的IC卡插进），时序图见图3第三段；模拟电子开关U2的SW-B、模拟电子开关U1的SW-A和SW-C路控制信号均为低电平，则IO与CIO1断开，RST与CRST1断开，CLK与CCLK1断开，这样可以先把读卡器（MCU 2的7816接口）与第一卡槽3的数据、复位、时钟信号隔离开，防止第一卡槽3拔卡过程造成数据、复位、时钟等信号短路；此时三极管Q7、Q8导通，第二卡槽4地GND-D与GND连接；三极管Q3导通同时给电容C2充电，当电容电压大于三极管Q4基级导通电压，三极管Q4导通，CON2为低电平，从而导致模拟电子开关SW-A路控制信号为低电平，模拟电子开关SW-A路断开；此时，不管SW1断开，还是闭合，对SW-Da信号永为高电平，模拟电子开关U2的SW-A、模拟电子开关U1的SW-B和SW-D路控制信号均为高电平，则IO与CIO2导通，RST与CRST2导通，CLK与CCLK2导通；其三极管Q1、Q2、Q5、Q6均截止，CON1保持高电平，第一卡槽3的地 GND-X与GND保持隔离断开，这样是防止第一卡槽3的IC卡在拔卡过程或IC卡到位已经断开但IC卡还留在卡槽中（半拔状态）造成CVCC与地GND短路，IC卡与读卡器之间通信失败，时序图见图3第四段所示。同理地，SW2先闭合后闭合SW1的原理与SW1先闭合后闭合SW2的原理一样。

这样，本实用新型所述的新型双卡选择控制系统具有智能优先选择功能，也就是说：当第一张卡插入卡槽时，双卡控制系统先响应读卡器与第一张卡刷卡功能，同时对第二张卡槽进行隔离、封锁，此时再插入或拔出第二张卡，读卡器不会对第二张卡做出任何响应；如果第二张卡仍然留在卡槽里，拔出第一张卡，双卡控制系统先响应读卡器与第一张卡拔卡动作，并延时一定时间再自动做出响应读卡器与第二张卡刷卡功能。即可采用一套芯片实现对双接触卡的控制，解决其中一张卡拔卡动作或卡到位信号已经断开，但是卡还在卡槽中(半拔出状态)导致很多信号线短接在一起，造成读卡器读取另一张卡数据失败，即双卡刷卡失败的问题，而且结构简单，易于实现。

当然，所述隔离单元13还可以是其他电子控制隔离器件电路；所述延时单元14还可以是延时电路。

以上内容是结合具体的优选技术方案对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种新型双卡选择控制系统，其特征在于：包括有双卡选择控制模块（1）、MCU（2）、第一卡槽（3）和第二卡槽（4），所述双卡选择控制模块（1）主要由相互导通连接的优先选择单元（11）、切换单元（12）、隔离单元（13）、延时单元（14）和判断单元（15）组成，且所述双卡选择控制模块（1）分别通过第一通信接口模块（5）、第二通信接口模块（6）和第三通信接口模块（7）分别与所述第一卡槽（3）、第二卡槽（4）和MCU（2）导通连接。

2.根据权利要求1所述的新型双卡选择控制系统，其特征在于：所述第一卡槽（3）的7816接口和第二卡槽（4）的7816接口均与所述MCU(2）的7816接口导通连接，且所述MCU(2）的7816接口电源线可隔离断开地与所述第一卡槽（3）的电源线或第二卡槽（4）的电源线导通连接。

3.根据权利要求2所述的新型双卡选择控制系统，其特征在于：所述优先选择单元（11）由两组优先选择/封锁电路和两路独立控制的模拟电子开关组成，所述两组优先选择/封锁电路分别主要由两个三极管Q1、Q2和四个电阻R1～R5组成，以及主要由两个三极管Q3、Q4和四个电阻R6～R10组成。

4.根据权利要求3所述的新型双卡选择控制系统，其特征在于：所述切换单元（12）是采用独立控制的两个模拟电子开关芯片。

5.根据权利要求4所述的新型双卡选择控制系统，其特征在于：所述两个模拟电子开关芯片均为CD4066模拟电子开关芯片U1、U2，且所述优先选择单元（11）的两路独立控制的模拟电子开关为所述CD4066模拟电子开关芯片U2中的SW-C路和SW-D路。

6.根据权利要求5所述的新型双卡选择控制系统，其特征在于：所述隔离单元（13）是分别与所述两组优先选择/封锁电路连接的用于将所述MCU（2）的7816接口的电源线与所述第一卡槽（3）的电源线或所述第二卡槽（4）的电源线进行隔离的两组隔离电路，所述两组隔离电路分别主要由两个三极管Q5、Q6和两个电阻R11、R12组成，以及主要由两个三极管Q7、Q8和两个电阻R13、R14组成。

7.根据权利要求6所述的新型双卡选择控制系统，其特征在于：所述延时单元（14）是分别与所述两组优先选择/封锁电路连接的两个放电电容C1、C2或者是延时电路。

8.根据权利要求7所述的新型双卡选择控制系统，其特征在于：所述判断单元（15）是与门电路，主要由分别与所述两组优先选择/封锁电路连接的两个二极管D1、D2和电阻R15组成。

9.根据权利要求1至8中任何一项所述的新型双卡选择控制系统，其特征在于：所述第一通信接口模块（5）和第二通信接口模块（6）均包括接触卡操作单元和接触卡卡座单元。

10.根据权利要求9所述的新型双卡选择控制系统，其特征在于：所述双卡选择控制系统还连接有供给工作电源的电源模块（8），所述电源模块（8）是电源管理芯片。

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