智慧卡計時控制器的製作方法

2023-12-02 08:31:26 1

專利名稱：智慧卡計時控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及智慧卡讀寫控制產品，具體說是一種智慧卡計時控制器。
目前，廣泛使用的智慧卡讀寫控制產品中，多為讀寫卡設備與計算機直接連接，然後通過計算機上層軟體讀寫智慧卡內數據，再根據結果控制其它執行裝置的操作。在這裡，計算機承擔了智慧卡內數據顯示和控制執行裝置的主要工作。另外，多數智慧卡讀寫控制產品用於無外界幹擾的單一設備，如集團電話、自助洗衣機設備，不足之處是應用範圍小；加之工作在大型場合情況下(如工礦企業)，其電磁環境惡劣，抗幹擾能力差，使用效果往往差強人意。
為解決以上不足，本實用新型的目的提供一種可獨立式單機工作，抗幹擾能力強，應用範圍廣，設計合理，性能安全可靠的智慧卡計時控制器。
本實用新型的技術方案如下所述由主控制器、數據存儲器、解碼器、數碼顯示驅動器、隔離控制電路、電壓過零檢測電路、卡座及供電電路組成，帶有時鐘振蕩電路的主控制器與數據存儲器相連，其輸出信號分別接自解碼器、數碼顯示驅動器、隔離控制電路、卡座及供電電路，所述解碼器輸入端與主控制器連接，輸出端至數碼顯示驅動器，所述電壓過零檢測電路輸出端接自主控制器；具體為所述主控制器通過復位腳RST與數據存儲器的復位腳RST連接，具有校驗糾錯功能，又通過輸入輸出口分別與數據存儲器的時鐘腳SCL、輸入腳SI、輸出腳SO、片選腳CS連接，所述數據存儲器提供初始上電復位和數據記錄存儲的功能；主控制器通過輸入輸出口與時鐘振蕩電路中的振蕩器及第一、二電容並聯，該時鐘電路為主控制器提供震蕩脈衝，保證主控器按照特定頻率工作；主控制器通過輸入輸出口與解碼器的輸入口A、B、C連接，解碼器U3的輸出口與數碼顯示驅動電路的顯示控制腳LE連接，主控制器通過該電路控制數碼管的亮滅顯示；主控制器通過輸入輸出口分別與數碼顯示驅動電路的輸入口A、B、C、D連接，數碼顯示驅動電路的輸出腳至數碼管，主控制器通過該電路控制數碼管的顯示內容；所述隔離控制電路由第一隔離器和第四、十一～十二電阻、第一功率管、第一隔離器、二極體和繼電器組成，其中第一隔離器串聯第四電阻與主控制器通過輸入輸出口連接，其輸出端經第十一電阻與第一功率管串聯，第一功率管發射極與第十二電阻、二極體、繼電器並聯後至電源，該電路具有防止電源電壓尖峰波動的影響和繼電器開關部分的強電信號反饋等功能；所述電壓過零檢測電路在繼電器通斷時防止其電弧打火，由第二～三隔離器和第一～二電阻組成，其中第二～三隔離器的輸入腳接至與電源變壓器連接的第一電阻，其輸出端並聯，一方面至主控制器的輸入輸出口，另一方面經第二電阻至電源，該電路用以檢測電源電壓的過零點，使主控制器僅在該時刻控制繼電器的開關通斷，防止其開關觸點電弧打火；所述卡座及供電電路由第二功率管、卡座、第五～十電阻、第四電容組成，其中卡座的插卡檢測腳K1與主控制器的輸入輸出口連接，其復位腳RST、時鐘腳CLK、數據腳IO與主控制器的輸入輸出口接，其電源腳VCC通過第五電阻與主控制器的輸入輸出口連接，主控制器的輸入輸出口通過第五電阻與其第二功率管串聯，其第五電阻與第四電容並聯於第二功率管與地之間，第八～十電阻分別接入第二功率管的發射極和卡座的時鐘腳CLK、數據腳IO、插卡檢測腳K1之間，第二功率管的發射極至電源連接。
本實用新型具有如下優點1．獨立式單機工作。本實用新型將作為讀寫裝置的卡座及供電電路、作為顯示裝置的解碼器、數碼顯示驅動電路、數碼管與執行控制功能的第一功率管、繼電器相結合，以單片機即主控制器為核心，加設固化軟體進行邏輯控制，並輔助設置存儲用數據存儲器、時鐘振蕩電路、過壓過零檢測電路及隔離控制電路，以實現獨立式單機工作，脫離了計算機限制。
2．操作簡便。本實用新型可分權限使用，對用戶而言，插卡接通，拔卡切斷，使用智慧卡來操縱外接設備的開關通斷。
3．設計合理。本實用新型主控制器採用五位數碼顯示數據，主控制器具有自動校驗糾錯功能，在操作不當時提示錯誤信息，與數碼存儲器兼有的電源監控功能配合，可以處理各種異常情況，有效防止自身死機，其計時精確，連續運行48小時，累積時間誤差小於1分鐘。
4．抗幹擾能力強。本實用新型具有隔離控制電路，加之線路板的合理布局等抗幹擾措施可以有效防止電源電壓的尖峰、波動，控制電路部分的強電信號反饋。
5．性能安全可靠。本實用新型採用電壓過零檢測電路對繼電器起到了保護作用，在其通斷時有效防止了電弧打火。
6．應用範圍廣。本實用新型可應用於無外界幹擾的單一設備，如集團電話、自助洗衣機等，還可以應用於電磁環境惡劣、需要計時控制的大型設備。


圖1為本實用新型電路原理圖。
以下結合附圖對本實用新型的結構及工作原理作進一步詳細說明。
如圖1所示，由主控制器U1、數據存儲器U2、解碼器U3、數碼顯示驅動器U4、隔離控制電路、電壓過零檢測電路、卡座及供電電路組成，其特徵在於帶有時鐘振蕩電路的主控制器U1與數據存儲器U2相連，其輸出信號分別接自解碼器U3、數碼顯示驅動器U4、隔離控制電路、卡座及供電電路，所述解碼器U3輸入端與主控制器U1連接，輸出端至數碼顯示驅動器U4，所述電壓過零檢測電路輸出端接自主控制器U1；具體為所述主控制器U1通過復位腳RST與數據存儲器U2的復位腳RST連接，在上電時發出復位信號，或在因某種原因掉電後復位，完成電源監控功能；又主控制器U1通過輸入輸出口RX、TX、P3.4、P3.5分別與數據存儲器U2的時鐘腳SCL、輸入腳SI、輸出腳SO、片選腳CS連接；主控制器U1通過輸入輸出口P3.2～P3.3與時鐘振蕩電路中的振蕩器X1及第一、二電容C1、C2並聯；主控制器U1通過輸入輸出口P1.5～P1.7與解碼器U3的輸入口A、B、C連接，解碼器U3的輸出口Y1～Y5分別與五個數碼顯示驅動電路U4的顯示控制腳LE連接；主控制器U1通過輸入輸出口P1.0～P1.3分別與數碼顯示驅動電路U4的輸入口A、B、C、D連接，數碼顯示驅動電路U4的輸出腳至數碼管；所述隔離控制電路由第一隔離器U5和第四、十一～十二電阻R4、R11～R12、第一功率管P1、第一隔離器U5、二極體D1和繼電器P3組成，其中第一隔離器U5串聯第四電阻R4與主控制器U1通過輸入輸出口P3.7連接，其輸出端經第十一電阻R11與第一功率管P1串聯，第一功率管P1發射極與第十二電阻R12、二極體D1、繼電器P3並聯後至電源；所述電壓過零檢測電路由第二～三隔離器U6～U7和第一～二電阻R1～R2組成，其中第二～三隔離器U6～U7的輸入腳接至與電源變壓器12V連接的第一電阻R1，其輸出端並聯，一方面至主控制器U1的輸入輸出口P3.2，另一方面經第二電阻R2至電源；
所述卡座及供電電路由第二功率管P2、卡座U8、第五～十電阻R5～R10、第四電容C4組成，其中卡座U8的插卡檢測腳K1與主控制器U1的輸入輸出口P3.3連接，其復位腳RST、時鐘腳CLK、數據腳IO與主控制器U1的輸入輸出口P1.0、P1.1、P1.3連接，其電源腳VCC通過第五電阻R5與主控制器U1的輸入輸出口P1.2連接，主控制器U1的輸入輸出口P1.4通過第五電阻R5與其第二功率管P2串聯，其第五電阻R5與第四電容C4並聯於第二功率管P2與地之間，第八～十電阻R8～R10分別接入第二功率管P2的發射極和卡座U8的時鐘腳CLK、數據腳IO、插卡檢測腳K1之間，第二功率管P2的發射極至電源連接，提供了主控制器與智慧卡進行數據交換的通道；所述主控制器U1採用AT89C2051；數據存儲器U2採用X25045；解碼器U3採用74LS138；數碼顯示驅動器U4採用CD4511；第一～三隔離器U5～U7採用TIL117；電源分兩部分供電，一部分供給主控制器U1及其他電路、另一部分供給繼電器P3，電源電路均採用220V/5V變壓器和MC7805穩壓電源組成的變換電路。
本實用新型工作原理如下當智慧卡插入卡座U8時，主控制器U1通過對卡座U8上插卡檢測點K1的判斷，決定是否開始讀寫卡工作；正常工作時，首先將智慧卡內密鑰數據讀入主控制器U1進行解密校驗，密鑰正確後改寫卡內數據信息，並將結果通過於數據存儲器U2、解碼器U3、數碼顯示驅動器U4在數碼管上顯示，然後接通隔離控制電路使繼電器P3執行開關通斷的操作；如果智慧卡內數據超出主控制器U1限制範圍或者出現異常狀況，隔離控制電路停止繼電器P3工作，數碼管提示相應信息，主控制器U1執行自動校驗糾錯工作。
所述主控制器U1亦可採用LG97C2051，所述數碼顯示驅動電路U4個數設為3、4、6、7或8也屬本實用新型技術思想所及。
權利要求1．一種智慧卡計時控制裝置，包括主控制器(U1)、數據存儲器(U2)、解碼器(U3)、數碼顯示驅動器(U4)、卡座及供電電路，其特徵在於還包括隔離控制電路、電壓過零檢測電路，帶有時鐘振蕩電路的主控制器(U1)與數據存儲器(U2)相連，其輸出信號分別接自解碼器(U3)、數碼顯示驅動器(U4)、隔離控制電路、卡座及供電電路，所述解碼器(U3)輸入端與主控制器(U1)連接，輸出端至數碼顯示驅動器(U4)，所述電壓過零檢測電路輸出端接自主控制器(U1)；具體為所述主控制器(U1)通過復位腳RST與數據存儲器(U2)的復位腳RST連接，具有校驗糾錯功能，又通過輸入輸出口分別與數據存儲器(U2)的時鐘腳SCL、輸入腳SI、輸出腳SO、片選腳CS連接，所述數據存儲器(U2)提供初始上電復位和數據記錄存儲的功能；主控制器(U1)通過輸入輸出口與時鐘振蕩電路中的振蕩器(X1)及第一、二電容(C1、C2)並聯，該時鐘電路為主控制器(U1)提供震蕩脈衝；主控制器(U1)通過輸入輸出口與解碼器(U3)的輸入口A、B、C連接，解碼器U3的輸出口與數碼顯示驅動電路(U4)的顯示控制腳LE連接，主控制器(U1)通過該電路控制數碼管的亮滅顯示；主控制器(U1)通過輸入輸出口分別與數碼顯示驅動電路U4的輸入口A、B、C、D連接，數碼顯示驅動電路U4的輸出腳至數碼管，主控制器(U1)通過該電路控制數碼管的顯示內容；所述隔離控制電路由第一隔離器(U5)和第四、十一～十二電阻(R4、R11～R12)、第一功率管(P1)、第一隔離器(U5)、二極體(D1)和繼電器(P3)組成，其中第一隔離器(U5)串聯第四電阻(R4)與主控制器U1通過輸入輸出口連接，其輸出端經第十一電阻(R11)與第一功率管(P1)串聯，第一功率管(P1)發射極與第十二電阻(R12)、二極體(D1)、繼電器(P3)並聯後至電源，具有防止電源電壓尖峰波動的影響和繼電器(P3)開關部分的強電信號反饋等功能；所述電壓過零檢測電路由第二～三隔離器(U6～U7)和第一～二電阻(R1～R2)組成，其中第二～三隔離器(U6～U7)的輸入腳接至與電源變壓器連接的第一電阻(R1)，其輸出端並聯，一方面至主控制器U1的輸入輸出口，另一方面經第二電阻(R2)至電源，該電路用以檢測電源電壓的過零點，使主控制器(U1)僅在該時刻控制繼電器的開關通斷，防止其開關觸點電弧打火；所述卡座及供電電路由第二功率管(P2)、卡座(U8)、第五～十電阻(R5～R10)、第四電容(C4)組成，其中卡座(U8)的插卡檢測腳K1與主控制器(U1)的輸入輸出口連接，其復位腳RST、時鐘腳CLK、數據腳IO與主控制器U1的輸入輸出口連接，其電源腳VCC通過第五電阻(R5)與主控制器(U1)的輸入輸出口連接，主控制器(U1)的輸入輸出口通過第五電阻(R5)與其第二功率管(P2)串聯，提供了主控制器(U1)與智慧卡進行數據交換的通道。
2．按權利要求1所述的智慧卡計時控制裝置，其特徵在於所述卡座及供電電路中供電部分的第五電阻(R5)與第四電容(C4)並聯於第二功率管(P2)與地之間，第八～十電阻(R8～R10)分別接入第二功率管(P2)的發射極和卡座(U8)的時鐘腳CLK、數據腳IO、插卡檢測腳K1之間，第二功率管(P2)的發射極至電源連接。
3．按權利要求1所述的智慧卡計時控制裝置，其特徵在於所述隔離控制電路中繼電器(P3)與其它所述電路或元件分離供電。
4．按照權利要求1所述的智慧卡計時控制裝置，其特徵在於所述數碼顯示驅動電路(U4)個數為3～8個。
專利摘要本實用新型涉及一種智慧卡計時控制器。由主控制器、數據存儲器、解碼器、數碼顯示驅動器、隔離控制電路、電壓過零檢測電路、卡座及供電電路組成,帶有時鐘振蕩電路的主控制器與數據存儲器相連,其輸出信號分別接自解碼器、數碼顯示驅動器、隔離控制電路、卡座及供電電路,解碼器輸入端與主控制器連接,輸出端至數碼顯示驅動器,電壓過零檢測電路輸出端接自主控制器。它可獨立式單機工作,抗幹擾能力強,應用範圍廣。
文檔編號G06K7/06GK2432634SQ00212669
公開日2001年5月30日 申請日期2000年7月19日 優先權日2000年7月19日
發明者曹智荀 申請人:中國科學院瀋陽自動化研究所