計算機用ic卡控制器的製作方法

2023-09-22 14:23:35

專利名稱：計算機用ic卡控制器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種計算機硬體，尤其涉及一種計算機用IC控制器。
目前國內對計算機機房的管理還是停留在人工管理上。例如在學校，學生購買機時票時，並將票交給機房老師，老師安排好機號、時間等，時間到，則催促學生下機。這樣，存在以下缺點，學生上機手續煩瑣、增加了老師的工作量，購買機時票的零散資金不便管理。總之，人工管理存在著管理複雜，工作量大等缺陷。
本發明的目的在於將IC卡運用於學校機房等場所，以減少學生上機手續，減少教職工管理的工作量，為此，開發一種計算機用的IC卡控制器。
本發明由單片機最小單元，IC卡讀寫電路，單片機與PC機間通信接口、PC機監測及控制電路及電源等部分構成。單片機最小單元包括CPU、振蕩電路和復位電路，由CPU執行內部EPROM程序並對外部I/O口進行控制，當單元上電時，復位電路輸出一高電平給單片機RESET腳，迫使單片機復位。IC卡讀寫電路包括IC卡供電電路及IC卡讀寫接口構成。單片機最小單元中的CPU執行內部EPROM程序對外部I/O口進行控制；其讀寫部分直接用單片機I/O口經電阻限流連接IC卡引腳進行讀寫。單片機與PC機間通信接口的作用是實現單片機串口與PC機間的通信，PC機監測和控制電路感受PC機工作狀態，控制PC機的休眠與喚醒狀態。
本發明為簡化電路，單片機與PC機間通信接口採用RS232接口，且採用一電平轉換電路將單片機上的TTL信號轉變為RS232標準信號。
本發明為便於用戶操作，還設有狀態指示電路，設有一雙色指示燈指示IC卡工作及資金狀態。
本發明具有以下功能及特點，這些均是人工管理難以實現的。
1．用戶可以在任何允許的時候持卡上機，不用專人管理機房。當卡上資金不足時一次性向管理部門交納，由相關部門資金寫入卡中；2．插入正確的IC卡後允許用戶使用計算機，此時控制器按時扣除卡上資金餘額，資金用盡後控制器制PC機進入休眠狀態，直到插入正確的IC卡，用戶可繼續先前之工作，其間數據不丟失；
3．持卡人如需暫停工作，只需抽去IC卡，此時PC機休眠，電源開關、復位鍵、鍵盤、滑鼠等均失效，保護用戶數據不被改動；4．通過硬體電路與PC機主板相連，用戶不可能繞過控制器使用計算機5．採用SEMEN4442加密IC卡，可反覆擦寫100000次上以上，發行者可定義自己的密碼，保證IC卡不被他人複製，保證計算機不被他人盜用；6．控制器及卡成較低，適用於學校、機關等各類家用、商用PC、網絡工作站的控制及無人管理機房。
附圖
為本發明電路原理圖；以下結合實施例對照附圖對本發明進行詳細說明。
本實施例由單片機最小單元1,IC卡讀寫電路2，單片機與PC機間通訊接口3,PC機監測和控制電路4，電源電路5及狀態指示電路6構成。單片機最小單元1由CPUU1(89C2051)、振蕩電路和復位電路三部分構成，由CPU執行內部EPROM程序並對外部I/O口進行控制。振蕩電路由電容C1、C2，晶體振蕩OSC構成，電容C1、C2一端分別接至CPU(80C2051)OSC1、OSC2端，另一端均接地，晶體振蕩器OSC跨接於CPUOSC1、OSC2端腳間，因OSC1、OSC2內部為一反相器的輸入、輸出端，故構成一自激振蕩器產生振蕩，其振蕩頻率由晶體振蕩器OSC決定。復位電路由電阻R2和電容E2相連組成，中點接單片機RESET腳，電阻R2一端接地，電容E2一端接Vcc，當系統上電時因電容器上的電壓不能突變，其中點將產生短暫高電平，迫使單片機復位。IC卡讀寫電路2由IC卡供電電路與IC卡讀寫接口構成，供電電路由3個非門U5D、U5E、U5F構成，單片機的P1.5口通過其中一個非門U5F接至另2個並聯的非門U5D、U5F輸入端，將此兩個非門的輸出端作為IC卡供電電源CRAD-VCC，如果要IC卡上電的話，只需使單片機P1.5口為高電平即可。IC卡讀寫接口由單片機I/O口經電阻200限流後連接至IC卡引腳構成，並在IC讀寫頭上設有感知卡插入的開關U6，其一端接地，另一種接非門U5A輸入端，非門U5A輸出端接單片機I/O口P3.2，這樣一旦有卡插入，在單片機P3.2引腳上即能感知到一高電平到低電平的跳變，根據這一信號進行對卡的操作。單片機與PC機通信接口採用了RS232接口，故設有一電平轉換電路U3(MAX232)將單片機串口上的TTL信號轉變為RS232標準信號，以實現單片機串口和PCRS232口間的通信。單片機內部串口的引腳P3.1、P3.2分別接至電平轉換電路U3的輸入端R1OUT和TIN，經其內部轉換後轉變為RS232信號輸出。PC機監測和控制電路由電阻R4、R7～R9，電容C4，耦合電容E6，二極體D、三極體D2、非門U5B、U5C及開關J2～J8構成，當單片機模擬地線CTL使其為地線時，計算機的Power和Reset開關因一端為地，故可起到電源開關和復位的作用，當使其懸空時，計算機Power和Reset開關因一端為空，故不能起到電源開關和復位的作用，即開關失效。這樣，當單片機感知到不正確的IC卡或沒有插IC卡時，就能夠通過對CTL引腳控制來禁止或允許計算機開關。電阻R7與耦合電容並聯，一端接地，另一端接非門U5B輸出端，非門U5B輸入端接單片機P1.7口，使非門的輸出端在上電瞬間處於低電平，在沒電時處於低電平，從而使計算機的Power和Reset開關一端為地，能夠起到電源開關復位作用。電阻R8與J8構成一跳線輸入，J8一端接地，另一端接Vcc，當跳線放在1-2時，P1.6上就能夠知到低電平，則可利用該跳線決定程序的轉向。計算機處休眠狀態時，其ASCPI、CED引腳產生一方波，將信號經電阻R9，三極體D2放大後接至單片機P3.7引腳，程序可根據P3.7引腳有無信號判斷計算機是否進入體眠狀態，從而程序上進行走向判斷。電源電路5由穩壓集成電路U4(LM78L05)，濾波電容E1、E5、C3、C5、C7並聯一端接地，另一端接U4輸出端腳3。穩壓集成電路U4作為最大(150MA)電流輸出的線性穩壓，一方面對可IC卡讀寫器內部電路起限制電流作用，另一方面使得即使讀寫電路內部電路出故障也不致影響整個機器工作。狀態指示電路5由電阻R1、R5、R6三板管D3～D6，雙色二極體LED1、LED構成的典型推挽式放大電路構成，兩輸入端分別接P3.4、P3.5口。當P3.4或P3.5上施加低電平將使紅燈或綠燈亮，如果同時在兩端施加低電平，將造光二極體發出橙色先，用以指示沒有插卡，卡不正確，卡上已無資金，正常工作，正在讀或寫卡等狀態。
權利要求
1.一種計算機用IC卡控制器，其特徵在於由單片機最小單元(1)、IC卡讀寫電路(2)、單片機與PC機間通信接口(3)、PC機監測及控制電路(4)、電源電路(5)構成；單片機最小單元(1)包括CPU(U1)，振蕩電路和復位電路；IC讀寫電路(2)由IC卡供電電路及IC卡讀寫接口構成；單片機最小單元的CPU執行內部EPRPOM程序對外部I/O口進行控制，其讀寫部分直接用單片機I/O口經電阻限流後接至IC卡引腳進行讀寫，單片機與PC機間通信接口(3)完成單片機串口與PC機間的通信。
2.根據權利要求1所述的一種計算機應用IC卡控制器，其特徵在於設有狀態指示電路，由雙色指示燈指示IC卡工作狀態。
3.根據權利要求1或2所述的一種計算機用IC卡控制器，其特徵在於單片機與PC機間通信接口(3)採用RS232接口，並設有一電平轉換電路將單片機上的TTL信號轉變為RS232標準信號。
4.根據權利要求2所述的一種計算機用IC卡控制器，其特徵在於狀態指示電路為一由電阻R1、R5、R6、三極體D3～D6，雙色二極體CED1、LED構成的典型推挽式放大電路，兩輸入端分別接單片機(U1)P3.4、P3.5口。
全文摘要
一種計算機用IC卡控制器,它由單片機最小單元,IC卡讀寫電路、單片機與PC機間通信接口,PC機監測及控制電路、電源電路及狀態指示電路構成。控制器可實現人工難以達到的功能,如:用戶在任何時候均可持卡上機,且不用專人管理,機房卡上資金用盡後,再次插入正確IC卡,可繼續先前工作,其間數據不丟失等,而且結構設計簡單合理、成本低,廣泛適用於學校,機關等各類家用、商用PC機,網絡工作站的控制及無人管理機房。
文檔編號G06K19/07GK1233029SQ99113649
公開日1999年10月27日 申請日期1999年4月19日 優先權日1999年4月19日
發明者劉曉露, 廖洪浪, 周雲輝 申請人:上海申華科環計算機技術有限公司