专利名称：税控收款机智能卡专用读卡器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种读卡器，尤其涉及一种用于税控收款机智能卡 的读卡器，属于读卡器技术领域。
背景技术：
目前使用广泛的智能卡是一种内含MCU的IC卡，其内含MCU—般 灌装有程序，可根据用户外部通信命令执行相应操作。为实现用户与智 能卡的数据交互，已有大量的读卡器进入市场，这些读卡器通常是作为 运行WINDOWS操作系统的PC机的外部设备应用。
据申请人了解，对于税控收款机的智能卡(以下简称税控智能卡) 来说，上述读卡器并不适用。在现有税控收款机中， 一般是使用主机资 源来完成对税控智能卡的操作，其实现电气保护的电路比较复杂， 一旦 保护失效极容易造成主机损坏；同时，税控智能卡的操作对时钟的控制 有严格要求，使用主机资源时需要严格匹配时钟，由此带来调试的困难。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是设计一种专用于税控收款机智能 卡的读卡器，以方便税控收款机智能卡的使用。
本实用新型的技术方案是 一种税控收款机智能卡读卡器，包括内 含MCU芯片的核心控制模块、税控智能卡电源控制模块、卡时钟产生模 块、税控智能卡接口和外部接口；所述MCU芯片的电源控制端口与税控 智能卡电源控制模块的电源控制输入端连接，其时钟控制端口与卡时钟 产生模块的时钟控制输入端连接，其复位控制端口与税控智能卡接口的 复位控制输入端连接，其数据I/O端口与税控智能卡接口的数据I/O端 口连接，其外部通信端口与外部接口的相应端口连接；所述卡时钟产生 模块的时钟控制输出端与税控智能卡电源控制模块的时钟输入端连接。
4使用前，将税控智能卡插在税控智能卡接口上，再将外部接口与主 机或其他系统连接即可使用。使用中，上电后，先初始化，然后核心控
制模块按照一定的通讯协议和主机保持通讯状态；核心控制模块接收主 机发给的命令后(包括上电复位、热复位、卡下电、标准的APDU命令)， 经MCU芯片解析后，对税控智能卡进行如下控制操作 一、通过MCU芯 片控制税控智能卡电源控制模块，从而对税控智能卡进行控制供电；二、 通过MCU芯片控制卡时钟产生模块，从而为税控智能卡提供时钟信号控 制；三、通过MCU芯片控制直接对税控智能卡进行读写操作；四、通过 MCU芯片经外部接口与主机或其他系统进行数据交换，包括将整个过程 中的所有结果按照通讯协议进行打包后反馈给主机，以便主机的进一步 处理。在每次由主机发起的通讯完成后，本实用新型的读卡器再次处于 等待主机命令的通讯状态，以便进行下一次工作。
综上，本实用新型的税控收款机智能卡读卡器以MCU为核心，独立 成为税控智能卡的接口模块，不仅可驱动税控智能卡，还可与任何主机 系统进行数据的交换。因此，使用本实用新型的税控收款机智能卡读卡 器，可避免现有直接用主机控制操作税控智能卡所存在的各种弊端，从 而为税控智能卡提供了一种专用读卡器。以下结合附图对本实用新型作进一步的"i兌明。
图1是本实用新型实施例税控收款机智能卡读卡器的系统图。
图2是图1中核心控制模块的电路原理图。
图3是图1中卡时钟产生模块的电路原理图。
图4是图1中税控卡电源控制模块的电路原理图。
图5是图1中用户卡电源控制模块的电i 各原理图。
具体实施方式
实施例本实施例的税控收款机智能卡读卡器如图1所示，按GB16649、 IS07816标准设计，包括核心控制模块、税控智能卡电源控制模块、卡 时钟产生模块、税控智能卡接口和外部接口，还含有指示灯和核心控制 模块振荡电路。税控智能卡电源控制模块包括税控卡电源控制模块和用 户卡电源控制模块两个电源控制模块，税控智能卡接口包括税控卡接口 和用户卡接口两个接口 ，因此本实施例的税控收款机智能卡读卡器可适 用税控卡和用户卡两种税控智能卡。
如图2所示，核心控制模块主要含有MCU芯片Ul, MCU芯片Ul的 型号是STC89C54RD+。如图4、图5所示，税控卡电源控制模块和用户 卡电源控制模块分别主要由相同的三极管级联电路构成，税控卡接口 J 2 是用于税控卡插接的常驻卡座，用户卡接口 J3是用于用户卡插接的卡 座,税控卡接口 J2和用户卡接口 J3的型号是相同的WSK-3112-USER-IC。 如图3所示，卡时钟产生模块是主要由U3A、 U3B和U3C集成器件构成 的外部卡时钟振荡控制电路，其中集成器件U3A、 U3B和U3C均采用或 非门。如图2所示，MCU芯片Ul分别与税控卡和用户卡连接的各自端口 处分别设有四个电阻RP1、 RP2、 RP3、 RP4,以作为MCU芯片Ul与税控 卡和用户卡通信时需要的上^i电阻。如图2、图4和图5所示，MCU芯 片Ul的端口 P3. 2和P3. 3分别连4妄税控卡和用户卡的端口 SW (C6)，用于 税控卡和用户卡的在位检测输出，为防止插拔卡抖动和信号畸变，用户 卡接口 J3串接有集成器件U3D，可对插接的用户卡信号进行波形整形。 如图2所示，核心控制模块振荡电路是由MCU芯片Ul内含电路和由Gl、 C6和C7构成的外部振荡电路构成。
如图2、图4所示，MCU芯片Ul的电源控制端口分别与税控卡电源 控制模块和用户卡电源控制模块的电源控制输入端连接，即MCU芯片Ul 的端口 Pl. 2和P2. O分别与税控卡电源控制模块和用户卡电源控制模块 的电源控制输入端SAM-VCC-EN连接。如图2、图3所示，MCU芯片Ul
6的时钟控制端口与卡时钟产生模块的时钟控制输入端连接，即MCU芯片Ul端口 Pl. 3和端口 P2. 1分别与卡时钟产生模块中的集成器件U3B的端口 6和集成器件U3C的端口 8连接。如图2、图4和图5所示，MCU芯片Ul的复位控制端口分别与税控卡接口 J2和用户卡接口 J3的复位控制输入端连接，即MCU芯片Ul的端口 Pl. 4和P2. 2分别与税控卡接口J2和用户卡接口 J3的端口 RST(C2)连接；MCU芯片Ul的数据1/0端口分别与税控卡接口 J2和用户卡接口 J3的数据I/0端口连接，即MCU芯片Ul的端口 Pl. 5和P2. 3分别与税控卡接口 J2和用户卡接口 J3的端口 SDA(C9)连接。如图2所示，MCU芯片Ul的外部通信端口与外部接口Jl连接，即，MCU芯片Ul的端口 P3. 0和P3. 1分别与外部接口 Jl的相应端口 1、 2连接。如图3、图4和图5所示，卡时钟产生模块的时钟控制输出端分别与税控卡电源控制模块和用户卡电源控制模块的时钟输入端连接，即卡时钟产生模块中的集成器件U3B的端口 IO和集成器件U3C的端口 4分别与税控卡接口 J2和用户卡接口 J3的端口 CLK (C3)连接。如图2所示，MCU芯片Ul的指示灯控制端口 Pl. 6与指示灯的输入端IED_EN连接。
使用前，将税控卡和用户卡分别插在税控卡接口和用户卡接口上，再将外部接口 Jl与主机或其他系统连接即可使用。使用中，上电后，先初始化，然后核心控制模块按照一定的通讯协议和主机保持通讯状态；核心控制模块接收主机发给的命令后(包括上电复位、热复位、卡下电、标准的APDU命令)，经MCU芯片U1解析后，对-兑控卡和用户卡进行如下控制操作 一、通过MCU芯片Ul控制税控卡电源控制模块和用户卡电源控制模块，从而对税控卡和用户卡进行控制供电；二、通过MCU芯片Ul控制卡时钟产生模块，从而为税控卡和用户卡提供时钟信号控制；三、通过MCU芯片Ul控制直接对税控卡和用户卡进行读写操作；四、通过MCU芯片经外部接口与主机或其他系统进行数据交换，包括将整个过程中的所有结果按照通讯协议进行打包后反馈给主机，以便主机的进一步处理。在每次由主机发起的通讯完成后，本实用新型的读卡器再次处于等待主机命令的通讯状态，以便进行下一次工作。
本实施例的税控收款机智能卡读卡器具有的优点有
1) 如图4所示，当税控卡发生短路时，通过D2拉低Q2基极电压使Q2
截止，使Q1也同时截止，从而切断对J2的供电电源；此外，RP3串入
税控卡信号线，可防止税控卡信号短路。如图5所示，用户卡的情况与
税控卡相同，不一赘述。这样，税控卡电源控制模块和用户卡电源控制
模块通过三极管级联电路在深度饱和和截止之间快速转换实现对税控卡和用户卡单独通断控制，可保证供给电压的压降小并避免短路，相比
选择专用电源管理芯片，既减少成本又降低安装调试的难度。
2) 如图3所示，由于卡时钟产生模块的集成器件U3A、 U3B和U3C均采用或非门，因此可以保证在关闭税控卡和用户卡时的时钟线为低电平，从而避免时钟线上为高电平时对^兑控卡和用户卡形成电流倒灌而损坏。
3) Jl为外部通信连接，分别由电源、接地、发送和接收四个信号组成，可完成与其他系统的凄t据交互，同时可完成程序升级。MCU通过其串口
(P3. 0和P3. 1 )和一个简单的PC机软件就可以对其EEPR0M内的程序代码进行任意擦除更新，方便开发、维护以及生产等环节，同时节省的成本。
4) 双卡座设计，可满足税控收款机需同时操作税控卡和用户卡的要求，同时也可作为发卡读写器直接在PC机上使用。
5) 满足国标GB16649、 IS07816标准，支持T=0协议的智能卡通讯协议，
通过串口升级MCU程序，即可快速完成产品的升级。
除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式，比如税控卡和用户卡形成的双卡座也可以由两者之一构成单卡座；等等。凡采用
等同替换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
权利要求1. 一种税控收款机智能卡专用读卡器，其特征在于包括内含MCU芯片的核心控制模块、税控智能卡电源控制模块、卡时钟产生模块、税控智能卡接口和外部接口；所述MCU芯片的电源控制端口与税控智能卡电源控制模块的电源控制输入端连接，其时钟控制端口与卡时钟产生模块的时钟控制输入端连接，其复位控制端口与税控智能卡接口的复位控制输入端连接，其数据I/O端口与税控智能卡接口的数据I/O端口连接，其外部通信端口与外部接口的相应端口连接；所述卡时钟产生模块的时钟控制输出端与税控智能卡电源控制模块的时钟输入端连接。
2. 根据权利要求1所述税控收款机智能卡专用读卡器，其特征 在于所述税控智能卡电源控制模块包括税控卡电源控制模块和用户 卡电源控制模块，所述税控智能卡接口包括税控卡接口和用户卡接 口 ；所述MCU芯片的电源控制端口分别与税控卡电源控制模块和用户卡电源控制模块的电源控制输入端连接，其复位控制端口分别与税控 卡接口和用户卡接口的复位控制输入端连接，其数据1/0端口分别与税控卡接口和用户卡接口的数据I/O端口连接；所述卡时钟产生模块 的时钟控制输出端分别与税控卡电源控制模块和用户卡电源控制模 块的时钟输入端连接。
3. 根据权利要求2所述税控收款机智能卡专用读卡器，其特征 在于所述税控卡电源控制模块和用户卡电源控制模块分别主要由相 同的三极管级联电路构成。
4. 根据权利要求3所述税控收款机智能卡专用读卡器，其特征 在于所述卡时钟产生模块是主要由集成器件构成的外部卡时钟振荡控制电路，所述集成器件采用或非门。
5. 根据权利要求4所述税控收款机智能卡专用读卡器，其特征 在于还含有指示灯和和核心控制模块振荡电路，所述MCU芯片的指 示灯控制端口与指示灯的输入端连接，所述核心控制模块振荡电路是 由MCU芯片Ul内含电路和外部振荡电if各构成。
6. 根据权利要求5所述税控收款机智能卡专用读卡器，其特征 在于所述MCU芯片分别与税控卡和用户卡连接的各自端口处分别设 有四个电阻。
7. 根据权利要求1-6之任一所述税控收款机智能卡专用读卡器， 其特征在于所述MCU芯片的型号是STC89C54RD+,所述岸兌控智能卡 接口的型号是WSK-3112-USER-IC。
专利摘要本实用新型涉及一种税控收款机智能卡专用读卡器，属于读卡器技术领域。该读卡器包括内含MCU芯片的核心控制模块、税控智能卡电源控制模块、卡时钟产生模块、税控智能卡接口和外部接口；MCU芯片的电源控制端口分别与税控智能卡电源控制模块的电源控制输入端连接，其时钟控制端口与卡时钟产生模块的时钟控制输入端连接，其复位控制端口分别与税控智能卡接口的复位控制输入端连接，其数据I/O端口与税控智能卡接口的数据I/O端口连接，其外部通信端口与外部接口的相应端口连接；卡时钟产生模块的时钟控制输出端分别与税控智能卡电源控制模块的时钟输入端连接。该读卡器作为税控智能卡的专用读卡器，可避免现有主机操控税控智能卡的各种弊端。
文档编号G07G1/12GK201298257SQ20082021736
公开日2009年8月26日 申请日期2008年12月2日 优先权日2008年12月2日
发明者斌 周, 朱国治, 高朋朋 申请人:江苏紫金万成自动化控制设备有限公司