CN205942612U - 一种密码键盘电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电子信息技术领域，具体地说是一种密码键盘电路，包括芯片、电阻、电容、二极管、外接口、矩阵键盘、三极管、场效应管、防拆开关按键以及电池，本实用新型同现有技术相比，设计了基于国民技术加密芯片设计的密码键盘电路，实现了硬件模块加密方式，并由Z32HUB提供多种安全算法，快速高效的完成信息的加密和传输，保障了数据和信息的安全，满足了银行和有关金融行业的需求。而且，本实用新型既可以直接通过串口与PC通信完成相关功能，也可以与安卓层面的设备，比如PAD等电路连接，作为一个内嵌设备完成密码键盘相关的功能。

Description

一种密码键盘电路

技术领域

本实用新型涉及电子信息技术领域，具体地说是一种密码键盘电路。

背景技术

如今密码键盘已经很广泛的在日常生活中进行使用，特别是银行等金融相关的行业如此。随着科技的更新换代日新月异的发展，对于密码键盘的加密解密，信息安全这一块的要求也是越来越高。老式的密码键盘，更多的采用的是明文进行数据的交互个传输，要求高一些的则是用纯软件方式，进行一些DES、3DES，或者SM1、SM4等加密算法的加密。这样的方式在一定程度上的确能够实现一些数据的安全保护功能，但是这样一来是给程序代码的编写带来不小的阻碍，对芯片硬件配置有更高的要求，二来在程序的执行效率上和信息的实际保护上依然存在不足。

因此，需要设计一种能够解决上述这些问题的密码键盘电路。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供了一种硬件模块加密方式并提供多种安全算法的密码键盘电路。

为了达到上述目的，本实用新型是一种密码键盘电路，包括芯片、电阻、电容、二极管、外接口、矩阵键盘、三极管、场效应管、防拆开关按键以及电池，其特征在于：芯片的1号脚串联电阻十五后，分两路分别与外接口二的1号脚以及5V网络端连接，芯片的2号脚串联电阻十四后接地；芯片的3号脚以及4号脚接地，芯片的5号脚分五路分别与电容十五的一端、电容十八的一端、电容二的一端、二极管一的负极以及二极管二的负极连接，电容十五的另一端、电容十八的另一端以及电容二的另一端接地，二极管一的正极与5V电源连接，二极管二的正极与L3V电源连接，芯片的6号脚分两路分别与电容十的一端以及电阻十三的一端连接，电容十的另一端接地，电阻十三的另一端分两路分别与电容十二的一端以及芯片的11号脚连接，电容十二的另一端接地，芯片的9号脚分五路分别与芯片的10号脚、电阻十的一端、电阻十一的一端、电容十六的一端以及电容十七的一端连接，电阻十的另一端、电阻十一的另一端分别与外接口二的2号脚以及3号脚连接，电容十六的另一端、电容十七的另一端以及外接口二的4号脚接地，芯片的12号脚串联电阻八后，与外接口一的2号脚连接，芯片的13号脚串联电阻九后，与外接口一的3号脚连接，外接口一的1号脚分三路分别与5V电源、电容五的一端以及电容六的一端连接，电容五的另一端、电容六的另一端以及外接口一的4号脚接地，芯片的22号脚分四路分别与矩阵键盘的按键一的右端、按键四的右端、按键七的右端以及按键十的右端连接，芯片的23号脚分四路分别与矩阵键盘的按键二的右端、按键五的右端、按键八的右端以及按键十一的右端连接，芯片的24号脚分四路分别与矩阵键盘的按键三的右端、按键六的右端、按键九的右端以及按键十二的右端连接，芯片的25号脚分三路分别与矩阵键盘的按键一的左端、按键二的左端以及按键三的左端连接，芯片的26号脚分三路分别与矩阵键盘的按键四的左端、按键五的左端以及按键六的左端连接，芯片的27号脚分三路分别与矩阵键盘的按键七的左端、按键八的左端以及按键九的左端连接，芯片的28号脚分三路分别与矩阵键盘的按键十的左端、按键十一的左端以及按键十二的左端连接，芯片的29号脚分两路分别与三极管的集电极以及电阻六的一端连接，三极管的基极串联电阻七后，分两路分别与电阻六的另一端以及5V网络端连接，三极管的发射极接地，芯片的31号脚串联电阻五后，分三路分别与电阻四的一端、场效应管的G极以及防拆开关按键一的一端连接，电阻四的另一端分两路分别与场效应管的D极以及L3V网络端连接，防拆开关按键一的另一端依次串联防拆开关按键二以及防拆开关按键三后，与防拆开关按键四的一端连接，防拆开关按键四的另一端、电池的负极接地，电池的正极与场效应管的S极连接，芯片的32号脚接地。

所述的芯片的14号脚分两路分别与晶振的一端以及电容三的一端连接，芯片的15号脚分别与晶振的另一端以及电容四的一端连接，电容三的另一端以及电容四的另一端接地。

所述的芯片的30号脚、8号脚、7号脚、21号脚、20号脚、19号脚、18号脚、17号脚、16号脚分别依次与外接口九的1号脚、2号脚、3号脚、4号脚、5号脚、6号脚、7号脚、8号脚、9号脚连接。

所述的芯片的型号为Z32HUB，封装为QFN32封装。

所述的二极管一、二极管二的型号为SS22，封装为SMB封装，所述的三极管的型号为BC817，封装为SOT-23封装，所述的场效应管的型号为PMV65XP，封装为SOT-23封装。

所述的电池的型号为CR2030-3.0V。

所述的电阻四、电阻五、电阻六、电阻七、电阻八、电阻九、电阻十、电阻十一、电阻十三、电阻十四、电阻十五为贴片式电阻，封装为0603封装。

所述的电容二、电容三、电容四、电容六、电容十、电容十二、电容十五、电容十六、电容十七、电容十八为贴片式电容，封装为0603封装，所述的电容五为钽电解电容，型号为22μF，封装为TA-B-W封装。

所述的防拆开关按键一、防拆开关按键二、防拆开关按键三、防拆开关按键四为四脚贴片按键，封装都为SOFTSW封装。

所述的外接口一、外接口二、外接口九为2.00MM端子，外接口一、外接口二为4Pin的接插件，外接口九为9Pin的接插件。

本实用新型同现有技术相比，设计了基于国民技术加密芯片设计的密码键盘电路，实现了硬件模块加密方式，并由Z32HUB提供多种安全算法，快速高效的完成信息的加密和传输，保障了数据和信息的安全，满足了银行和有关金融行业的需求。而且，本实用新型既可以直接通过串口与PC通信完成相关功能，也可以与安卓层面的设备，比如PAD等电路连接，作为一个内嵌设备完成密码键盘相关的功能。

附图说明

图1为本实用新型的电路图一。

图2为本实用新型的电路图二。

图3为本实用新型的电路图三。

图4为本实用新型的电路图四。

图5为本实用新型的电路图五。

图6为本实用新型的电路图六。

图7为本实用新型的电路图七。

图8为本实用新型的电路图八。

图9为本实用新型的电路图九。

具体实施方式

现结合附图对本实用新型做进一步描述。

参见图1-9，本实用新型一种密码键盘电路，包括芯片、电阻、电容、二极管、外接口、矩阵键盘、三极管、场效应管、防拆开关按键以及电池。芯片U1的1号脚串联电阻十五R15后，分两路分别与外接口二J2的1号脚VBUS以及5V网络端连接，芯片U1的2号脚串联电阻十四R14后接地；芯片U1的3号脚以及4号脚接地，芯片U1的5号脚PW_MCU分五路分别与电容十五C15的一端、电容十八C18的一端、电容二C2的一端、二极管一D1的负极以及二极管二D2的负极连接，电容十五C15的另一端、电容十八C18的另一端以及电容二C2的另一端接地，二极管一D1的正极与5V电源连接，二极管二D2的正极与L3V电源连接，芯片U1的6号脚分两路分别与电容十C10的一端以及电阻十三R13的一端连接，电容十C10的另一端接地，电阻十三R13的另一端分两路分别与电容十二C12的一端以及芯片U1的11号脚连接，电容十二C12的另一端接地，芯片U1的9号脚USBDP分五路分别与芯片U1的10号脚USBDM、电阻十R10的一端、电阻十一R11的一端、电容十六C16的一端以及电容十七C17的一端连接，电阻十R10的另一端、电阻十一R11的另一端分别与外接口二J2的2号脚以及3号脚连接，电容十六C16的另一端、电容十七C17的另一端以及外接口二J2的4号脚接地，芯片U1的12号脚U1_RX串联电阻八R8后，与外接口一J1的2号脚连接，芯片U1的13号脚U1_TX串联电阻九R9后，与外接口一J1的3号脚连接，外接口一J1的1号脚分三路分别与5V电源、电容五C5的一端以及电容六C6的一端连接，电容五C5的另一端、电容六C6的另一端以及外接口一J1的4号脚接地，芯片U1的22号脚KX1分四路分别与矩阵键盘的按键一S1的右端、按键四S4的右端、按键七S7的右端以及按键十S10的右端连接，芯片U1的23号脚KX2分四路分别与矩阵键盘的按键二S2的右端、按键五S5的右端、按键八S8的右端以及按键十一S11的右端连接，芯片U1的24号脚KX2分四路分别与矩阵键盘的按键三S3的右端、按键六S6的右端、按键九S9的右端以及按键十二S12的右端连接，芯片U1的25号脚KY1分三路分别与矩阵键盘的按键一S1的左端、按键二S2的左端以及按键三S3的左端连接，芯片U1的26号脚KY2分三路分别与矩阵键盘的按键四S4的左端、按键五S5的左端以及按键六S6的左端连接，芯片U1的27号脚KY3分三路分别与矩阵键盘的按键七S7的左端、按键八S8的左端以及按键九S9的左端连接，芯片U1的28号脚KY4分三路分别与矩阵键盘的按键十S10的左端、按键十一S11的左端以及按键十二S12的左端连接，芯片U1的29号脚TEST2分两路分别与三极管T1的集电极以及电阻六R6的一端连接，三极管T1的基极串联电阻七R7后，分两路分别与电阻六R6的另一端以及5V网络端连接，三极管T1的发射极接地，芯片U1的31号脚TEST1串联电阻五R5后，分三路分别与电阻四R4的一端、场效应管U5的G极以及防拆开关按键一SW1的一端连接，电阻四R4的另一端分两路分别与场效应管U5的D极以及L3V网络端连接，防拆开关按键一SW1的另一端依次串联防拆开关按键二SW2以及防拆开关按键三SW3后，与防拆开关按键四SW4的一端连接，防拆开关按键四SW4的另一端、电池U4的负极接地，电池U4的正极与场效应管U5的S极连接，芯片U1的32号脚接地。

芯片U1的14号脚X1分两路分别与晶振Y1的一端以及电容三C3的一端连接，芯片U1的15号脚X2分别与晶振Y1的另一端以及电容四C4的一端连接，电容三C3的另一端以及电容四C4的另一端接地。该晶振模块为选用项，因为芯片U1有内部晶振，当需要提供更高精度和可靠度的晶振时才会选用该晶振模块。

芯片U1的30号脚GPIO18、8号脚GPIO10、7号脚GPIO11、21号脚GPIO17、20号脚GPIO16、19号脚GPIO15、18号脚GPIO14、17号脚GPIO12、16号脚GPIO13分别依次与外接口九J9的1号脚、2号脚、3号脚、4号脚、5号脚、6号脚、7号脚、8号脚、9号脚连接。这些都是预留的GPIO口，以备用。

芯片U1的型号为Z32HUB，封装为QFN32封装。该密码键盘的主控芯片采用Z32HUB芯片，集成了 32 位 ARM 高性能安全核、16KB 核外 RAM 和 320KB 内置 FLASH，内置 SM1/SM3/SM4 算法运算单元、带 3KB 专用 RAM 的 64 位公钥密码引擎：ECC/SM2/RSA1024/RSA2048 、DES/3DES 算法运算单元、AES算法运算单元、SHA1/SHA256/SHA384/SHA512 算法运算单元和真随机数发生电路。Z32HUB芯片采用高安全设计，提供电压、温度、频率、光照异常检测，内部错误实时侦测模块进行实时错误侦测， 独特的版图设计保护信号层不受攻击， 独特功耗处理技术防止功耗和电磁辐射分析。这样无论是从物理层面还是软件层面，都能够快速高效的完成信息的加密和传输，保障了数据和信息的安全，满足了银行和有关金融行业的需求。而且，该密码键盘电路，既可以直接通过串口与PC通信完成相关功能，也可以与安卓层面的设备，比如PAD等电路连接，作为一个内嵌设备完成密码键盘相关的功能。

二极管一D1、二极管二D2的型号为SS22，封装为SMB封装。三极管T1的型号为BC817，封装为SOT-23封装。场效应管U5的型号为PMV65XP，封装为SOT-23封装。

电池U4的型号为CR2030-3.0V。

电阻四R4、电阻五R5、电阻六R6、电阻七R7、电阻八R8、电阻九R9、电阻十R10、电阻十一R11、电阻十三R13、电阻十四R14、电阻十五R15为贴片式电阻，封装为0603封装。

电容二C2、电容三C3、电容四C4、电容六C6、电容十C10、电容十二C12、电容十五C15、电容十六C16、电容十七C17、电容十八C18为贴片式电容，封装为0603封装，电容五C5为钽电解电容，型号为22μF，封装为TA-B-W封装。

防拆开关按键一SW1、防拆开关按键二SW2、防拆开关按键三SW3、防拆开关按键四SW4为四脚贴片按键，封装都为SOFTSW封装。

外接口一J1、外接口二J2、外接口九J9为2.00MM端子，外接口一J1、外接口二J2为4Pin的接插件，外接口一J1是用来与上位机相通信的串口，外接口二J2是用来下载固件调试程序的接口。外接口九J9为9Pin的接插件，外接口九J9是预留的GPIO口。

Claims (10)

1.一种密码键盘电路，包括芯片、电阻、电容、二极管、外接口、矩阵键盘、三极管、场效应管、防拆开关按键以及电池，其特征在于：芯片（U1）的1号脚串联电阻十五（R15）后，分两路分别与外接口二（J2）的1号脚（VBUS）以及5V网络端连接，芯片（U1）的2号脚串联电阻十四（R14）后接地；芯片（U1）的3号脚以及4号脚接地，芯片（U1）的5号脚（PW_MCU）分五路分别与电容十五（C15）的一端、电容十八（C18）的一端、电容二（C2）的一端、二极管一（D1）的负极以及二极管二（D2）的负极连接，电容十五（C15）的另一端、电容十八（C18）的另一端以及电容二（C2）的另一端接地，二极管一（D1）的正极与5V电源连接，二极管二（D2）的正极与L3V电源连接，芯片（U1）的6号脚分两路分别与电容十（C10）的一端以及电阻十三（R13）的一端连接，电容十（C10）的另一端接地，电阻十三（R13）的另一端分两路分别与电容十二（C12）的一端以及芯片（U1）的11号脚连接，电容十二（C12）的另一端接地，芯片（U1）的9号脚（USBDP）分五路分别与芯片（U1）的10号脚（USBDM）、电阻十（R10）的一端、电阻十一（R11）的一端、电容十六（C16）的一端以及电容十七（C17）的一端连接，电阻十（R10）的另一端、电阻十一（R11）的另一端分别与外接口二（J2）的2号脚以及3号脚连接，电容十六（C16）的另一端、电容十七（C17）的另一端以及外接口二（J2）的4号脚接地，芯片（U1）的12号脚（U1_RX）串联电阻八（R8）后，与外接口一（J1）的2号脚连接，芯片（U1）的13号脚（U1_TX）串联电阻九（R9）后，与外接口一（J1）的3号脚连接，外接口一（J1）的1号脚分三路分别与5V电源、电容五（C5）的一端以及电容六（C6）的一端连接，电容五（C5）的另一端、电容六（C6）的另一端以及外接口一（J1）的4号脚接地，芯片（U1）的22号脚（KX1）分四路分别与矩阵键盘的按键一（S1）的右端、按键四（S4）的右端、按键七（S7）的右端以及按键十（S10）的右端连接，芯片（U1）的23号脚（KX2）分四路分别与矩阵键盘的按键二（S2）的右端、按键五（S5）的右端、按键八（S8）的右端以及按键十一（S11）的右端连接，芯片（U1）的24号脚（KX2）分四路分别与矩阵键盘的按键三（S3）的右端、按键六（S6）的右端、按键九（S9）的右端以及按键十二（S12）的右端连接，芯片（U1）的25号脚（KY1）分三路分别与矩阵键盘的按键一（S1）的左端、按键二（S2）的左端以及按键三（S3）的左端连接，芯片（U1）的26号脚（KY2）分三路分别与矩阵键盘的按键四（S4）的左端、按键五（S5）的左端以及按键六（S6）的左端连接，芯片（U1）的27号脚（KY3）分三路分别与矩阵键盘的按键七（S7）的左端、按键八（S8）的左端以及按键九（S9）的左端连接，芯片（U1）的28号脚（KY4）分三路分别与矩阵键盘的按键十（S10）的左端、按键十一（S11）的左端以及按键十二（S12）的左端连接，芯片（U1）的29号脚（TEST2）分两路分别与三极管（T1）的集电极以及电阻六（R6）的一端连接，三极管（T1）的基极串联电阻七（R7）后，分两路分别与电阻六（R6）的另一端以及5V网络端连接，三极管（T1）的发射极接地，芯片（U1）的31号脚（TEST1）串联电阻五（R5）后，分三路分别与电阻四（R4）的一端、场效应管（U5）的G极以及防拆开关按键一（SW1）的一端连接，电阻四（R4）的另一端分两路分别与场效应管（U5）的D极以及L3V网络端连接，防拆开关按键一（SW1）的另一端依次串联防拆开关按键二（SW2）以及防拆开关按键三（SW3）后，与防拆开关按键四（SW4）的一端连接，防拆开关按键四（SW4）的另一端、电池（U4）的负极接地，电池（U4）的正极与场效应管（U5）的S极连接，芯片（U1）的32号脚接地。

2.根据权利要求1所述的一种密码键盘电路，其特征在于：所述的芯片（U1）的14号脚（X1）分两路分别与晶振（Y1）的一端以及电容三（C3）的一端连接，芯片（U1）的15号脚（X2）分别与晶振（Y1）的另一端以及电容四（C4）的一端连接，电容三（C3）的另一端以及电容四（C4）的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的一种密码键盘电路，其特征在于：所述的芯片（U1）的30号脚（GPIO18）、8号脚（GPIO10）、7号脚（GPIO11）、21号脚（GPIO17）、20号脚（GPIO16）、19号脚（GPIO15）、18号脚（GPIO14）、17号脚（GPIO12）、16号脚（GPIO13）分别依次与外接口九（J9）的1号脚、2号脚、3号脚、4号脚、5号脚、6号脚、7号脚、8号脚、9号脚连接。

4.根据权利要求1所述的一种密码键盘电路，其特征在于：所述的芯片（U1）的型号为Z32HUB，封装为QFN32封装。

5.根据权利要求1所述的一种密码键盘电路，其特征在于：所述的二极管一（D1）、二极管二（D2）的型号为SS22，封装为SMB封装，所述的三极管（T1）的型号为BC817，封装为SOT-23封装，所述的场效应管（U5）的型号为PMV65XP，封装为SOT-23封装。

6.根据权利要求1所述的一种密码键盘电路，其特征在于：所述的电池（U4）的型号为CR2030-3.0V。

7.根据权利要求1所述的一种密码键盘电路，其特征在于：所述的电阻四（R4）、电阻五（R5）、电阻六（R6）、电阻七（R7）、电阻八（R8）、电阻九（R9）、电阻十（R10）、电阻十一（R11）、电阻十三（R13）、电阻十四（R14）、电阻十五（R15）为贴片式电阻，封装为0603封装。

8.根据权利要求1所述的一种密码键盘电路，其特征在于：所述的电容二（C2）、电容三（C3）、电容四（C4）、电容六（C6）、电容十（C10）、电容十二（C12）、电容十五（C15）、电容十六（C16）、电容十七（C17）、电容十八（C18）为贴片式电容，封装为0603封装，所述的电容五（C5）为钽电解电容，型号为22μF，封装为TA-B-W封装。

9.根据权利要求1所述的一种密码键盘电路，其特征在于：所述的防拆开关按键一（SW1）、防拆开关按键二（SW2）、防拆开关按键三（SW3）、防拆开关按键四（SW4）为四脚贴片按键，封装都为SOFTSW封装。

10.根据权利要求1所述的一种密码键盘电路，其特征在于：所述的外接口一（J1）、外接口二（J2）、外接口九（J9）为2.00MM端子，外接口一（J1）、外接口二（J2）为4Pin的接插件，外接口九（J9）为9Pin的接插件。