一种音频支付控制电路及移动终端的制作方法

本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种音频支付控制电路及移动终端。

背景技术：

国内无线支付发展迅猛，但是国外的无现金支付绝大多数还是以信用卡、借记卡为主，都离不开pos机。近几年随着生物识别行业的迅速发展，指纹、人脸、虹膜等识别技术的成熟，多种身份识别均为了最终的目的-安全支付。

目前的识别模式均采用模块化，且多使用USB接口协议。当一个pos机方案采用一颗USB HUB芯片时，对应设置指纹识别、条码识别等一系列模块后，若没有多余的USB端口来连接读卡器，需要增加HUB(集线器)从而导致成本增加。

那么我们会考虑用音频信号来实现和读卡器模块的通讯，以支持磁条卡和芯片卡。

此方案即为实现音频信号与读卡器模块的通讯，且不影响正常的音频端口功能的低成本建议实现方式。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种音频支付控制电路及移动终端，以解决现有安全支付的USB端口不足需额外增加集线器、导致成本增加的问题。

本实用新型实施例提供一种音频支付控制电路，连接CPU、读卡器模块和耳机插座，其包括控制单元、卡切换单元、麦克切换单元和音频单元；

所述控制单元根据控制信号生成对应电平的选择信号；

在使用模式时，所述卡切换单元根据所述选择信号导通所述CPU与所述耳机插座之间的通路，将所述CPU输出的音频信号转换为对应的耳机音频信号并传输至所述耳机插座；所述麦克切换单元根据所述选择信号导通所述耳机插座与所述音频单元之间的通路，将所述耳机插座输出的麦克风信号转换为音频麦克信号并传输至音频单元；

在支付模式时，所述卡切换单元根据对应电平的选择信号导通所述CPU与所述读卡器模块之间的通路，将所述CPU输出的加载了支付指令的音频信号转换为对应的卡信号并传输至所述读卡器模块；所述麦克切换单元根据选择信号导通所述耳机插座与所述读卡器模块之间的通路，将所述耳机插座输出的加载了支付指令的麦克风信号转换为对应的卡麦克风信号并传输至读卡器模块；

所述音频单元将所述音频麦克信号转换为正负麦克风信号并传输至所述CPU；

所述控制单元连接卡切换单元、麦克切换单元和CPU，卡切换单元和音频单元均连接CPU；卡切换单元连接读卡器模块和耳机插座，麦克切换单元连接读卡器模块、耳机插座和音频单元。

可选地，所述的音频支付控制电路中，所述控制单元包括第一电阻和第二电阻；

所述第一电阻的一端连接CPU；第一电阻的另一端连接第二电阻的一端、控制单元的输出端和麦克切换单元，第二电阻的另一端接地。

可选地，所述的音频支付控制电路中，所述卡切换单元包括第一切换芯片、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一磁珠和第二磁珠；

所述第一切换芯片的D+脚连接CPU、还通过第一电容接地；第一切换芯片的D-脚连接CPU、还通过第二电容接地；第一切换芯片的D1-脚和D1+脚均连接读卡器模块，第一切换芯片的D2-脚通过第二磁珠连接第三电容的一端和耳机插座的第3脚，第一切换芯片的D2+脚通过第一磁珠连接第四电容的一端和耳机插座的第4脚，第三电容的另一端和第四电容的另一端均接地，第一切换芯片的VCC脚通过第四电阻连接第三电阻的一端和电源端；第三电阻的另一端连接控制单元的输出端和第一切换芯片的SEL脚；耳机插座的第1脚连接麦克切换单元、还通过第五电容接地。

可选地，所述的音频支付控制电路中，所述卡切换单元还包括第一保护管、第二保护管、第三保护管和第四保护管；

所述第一保护管的一端连接耳机插座的第3脚，第二保护管的一端连接耳机插座的第5脚，第三保护管的一端连接耳机插座的第4脚，第四保护管的一端连接耳机插座的第1脚；第一保护管的另一端连接第二保护管的另一端、第三保护管的另一端、第四保护管的另一端和地。

可选地，所述的音频支付控制电路中，所述麦克切换单元包括：第二切换芯片、第三磁珠和第五电阻；

所述第二切换芯片的D+脚通过第三磁珠连接音频单元，第二切换芯片的D1+脚连接读卡器模块，第二切换芯片的D2+脚连接耳机插座的第1脚，第二切换芯片的VCC脚通过第五电阻连接电源端，第二切换芯片的SEL脚连接控制单元的输出端。

可选地，所述的音频支付控制电路中，所述音频单元包括：第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第九电阻；

所述第六电容的一端连接第七电容的一端、第九电容的一端和CPU；第六电容的另一端连接第十电容的一端、第八电容的一端和CPU，第九电容的另一端连接第十电容的另一端和地，第七电容的另一端连接第六电阻的一端和第七电阻的一端，第六电阻的另一端连接MIC供电端；第七电阻的另一端连接第八电阻的一端、第九电阻的一端、第十一电容的一端和CPU，第八电阻的另一端连接偏置电压端，第九电阻的另一端连接第八电容的另一端，第十一电容的另一端接地。

可选地，所述的音频支付控制电路中，所述读卡器模块包括：读卡器、第四磁珠、第五磁珠、第六磁珠、第十电阻、第十一电阻、第十二电容、第十三电容、第十四电容和第十五电容；

所述读卡器的第1脚连接卡供电端、还通过第十五电容接地；读卡器的第3脚连接第六磁珠的一端和第十二电容的一端，读卡器的第5脚连接第五磁珠的一端、第十二电容的一端和第十电阻的一端；读卡器的第6脚连接第四磁珠的一端、第十四电容的一端和第十一电阻的一端；第四磁珠的另一端连接第一切换芯片的D1+脚，第五磁珠的另一端连接第一切换芯片的D1-脚，第六磁珠的另一端连接第二切换芯片的D1+脚；第十二电容的另一端连接第十三电容的另一端、第十四电容的另一端和地；第十电阻的另一端连接第十一电阻的另一端和地。

可选地，所述的音频支付控制电路中，所述控制单元包括三极管、栅电阻和发射电阻；

所述三极管的基极通过栅电阻连接卡供电端，三极管的发射极连接发射电阻的一端和地，发射电阻的另一端连接控制单元的输出端和三极管的集电极。

可选地，所述的音频支付控制电路中，所述控制单元包括第一电阻、三极管、栅电阻和发射电阻；

所述第一电阻的一端连接CPU；第一电阻的另一端预留连接发射电阻的另一端、控制单元的输出端和三极管的集电极；三极管的基极通过栅电阻连接卡供电端，三极管的发射极预留连接发射电阻的一端和地。

本实用新型实施例第二方面提供了一种移动终端，包括一电路板，所述电路板上设置有CPU、读卡器模块和耳机插座，其中，所述电路板上还设置所述的音频支付控制电路，所述音频支付控制电路连接所述CPU、所述读卡器模块和所述耳机插座；

所述CPU检测当前的模式并输出对应电平的控制信号、音频信号或加载了支付指令的音频信号；耳机插座输出麦克风信号或加载了支付指令的麦克风信号；

在使用模式时，所述音频支付控制电路根据对应电平的控制信号将所述音频信号转换为对应的耳机音频信号并传输至耳机插座，将所述麦克风信号转换为对应的正负麦克风信号并传输至所述CPU；

在支付模式时，所述音频支付控制电路根据对应电平的控制信号将所述加载了支付指令的音频信号和麦克风信号转换为对应的卡信号并传输至所述读卡器模块，读卡器模块根据所述支付指令进行支付操作。

本实用新型实施例提供的技术方案中，移动终端包括CPU、读卡器模块、耳机插座和音频支付控制电路，音频支付控制电路连接CPU、读卡器模块和耳机插座；CPU检测当前的模式并输出对应电平的控制信号、音频信号或加载了支付指令的音频信号；耳机插座输出麦克风信号或加载了支付指令的麦克风信号；在使用模式时，所述音频支付控制电路根据对应电平的控制信号将所述音频信号转换为对应的耳机音频信号并传输至耳机插座，将所述麦克风信号转换为对应的正负麦克风信号并传输至所述CPU；在支付模式时，所述音频支付控制电路根据对应电平的控制信号将所述加载了支付指令的音频信号和麦克风信号转换为对应的卡信号并传输至所述读卡器模块，读卡器模块根据所述支付指令进行支付操作。在保证现有音频功能的基础上，无需额外增加集线器或USB端口，通过音频信号就能实现支付功能；解决了现有安全支付的USB端口不足需额外增加集线器、导致成本增加的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例中移动终端的结构示意图。

图2为本实用新型实施例一中音频支付控制电路中控制单元、卡切换单元和耳机插座的电路示意图。

图3为本实用新型实施例一中音频支付控制电路中麦克切换单元的电路示意图。

图4为本实用新型实施例一中音频支付控制电路中音频单元的电路示意图。

图5为本实用新型实施例一中读卡器模块的电路示意图。

图6为本实用新型实施例二中音频支付控制电路中控制单元、卡切换单元和耳机插座的电路示意图。

图7为本实用新型实施例三中音频支付控制电路中控制单元、卡切换单元和耳机插座的电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型实施例提供的移动终端包括一电路板，所述电路板上设置有音频支付控制电路10、CPU 20、读卡器模块30和耳机插座J1；所述音频支付控制电路10连接所述CPU 20、所述读卡器模块30和所述耳机插座J1，所述耳机插座J1外接耳机。所述CPU检测当前的模式并输出对应电平的控制信号、音频信号或加载了支付指令的音频信号(支付时不是一般的音频信号，是加载支付指令的特殊的音频信号；用以和读卡器模块30通信使用)；耳机插座输出麦克风信号或加载了支付指令的麦克风信号。

在使用模式时，所述音频支付控制电路10根据对应电平的控制信号将所述音频信号转换为对应的耳机音频信号并传输至耳机插座J1，将所述麦克风信号转换为对应的正负麦克风信号并传输至所述CPU或移动终端内置的麦克风，以实现音频功能；在支付模式时，所述音频支付控制电路10根据对应电平的控制信号将所述加载了支付指令的音频信号和麦克风信号转换为对应的卡信号并传输至所述读卡器模块30，所述读卡器模块30根据所述支付指令进行支付操作，以实现刷卡支付功能。这样在不影响音频端口正常功能的情况下，即可实现CPU与耳机插座之间的音频通讯，CPU与读卡器模块之间的支付通讯。

需要理解的是，所述移动终端可选为平板pos机，其还可选为带3G模块或4G模块的平板电脑、智能手机等移动设备，与内置刷卡模块的设备配合使用。

所述音频支付控制电路10包括控制单元110、卡切换单元120、麦克切换单元130和音频单元140；所述控制单元110连接卡切换单元120、麦克切换单元130和CPU 20，卡切换单元120和音频单元140均连接CPU 20；卡切换单元120连接读卡器模块30和耳机插座J1，麦克切换单元130连接读卡器模块30、耳机插座J1和音频单元140。所述控制单元110根据控制信号生成对应电平的选择信号；在使用模式时，所述卡切换单元120根据所述选择信号导通所述CPU 20与所述耳机插座J1之间的通路，将所述CPU 20输出的音频信号转换为对应的耳机音频信号并传输至所述耳机插座J1；所述麦克切换单元130根据所述选择信号导通所述耳机插座J1与所述音频单元140之间的通路，将所述耳机插座J1输出的麦克风信号转换为音频麦克信号并传输至音频单元140；所述音频单元140将所述音频麦克信号转换为正负麦克风信号并传输至所述CPU(具体实施时为音频解码芯片，可采用CPU或PMU(单声道D类音频编解码器)，由具体要求而定)；在支付模式时，卡切换单元120根据选择信号导通CPU与读卡器模块30之间的通路，将所述CPU 20输出的加载了支付指令的音频信号转换为对应的卡信号并传输至读卡器模块30；所述麦克切换单元130根据选择信号导通所述耳机插座J1与所述读卡器模块30之间的通路，将所述耳机插座J1输出的加载了支付指令的麦克风信号转换为对应的卡信号(即卡麦克风信号)并传输至读卡器模块30。

在实施例一中，通过CPU的GPIO口输出的控制信号ADUIO_CARD_SEL的高低电平来控制卡切换单元120和麦克切换单元130的切换选择。即可实现音频信号在耳机与读卡器模块之间的通讯切换，麦克风信号在CPU与读卡器模块之间的通讯切换；在保证现有音频功能的基础上，无需额外增加集线器或USB端口，通过音频信号和麦克风信号就能实现支付功能，节省了成本。

请一并参阅图2，所述控制单元110包括第一电阻R1和第二电阻R2；所述第一电阻R1的一端连接CPU(用于输入控制信号ADUIO_CARD_SEL)；第一电阻R1的另一端连接第二电阻R2的一端、控制单元110的输出端OUT和麦克切换单元130，第二电阻R2的另一端接地。

所述卡切换单元120包括第一切换芯片(型号较佳为WAS7227Q)U1、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第一磁珠L1和第二磁珠L2；所述第一切换芯片U1的D+脚连接CPU(用于输入音频左信号HSL)、还通过第一电容C1接地；第一切换芯片U1的D-脚连接CPU(用于输入音频右信号HSR)、还通过第二电容C2接地；第一切换芯片U1的D1-脚和D1+脚均连接读卡器模块30，第一切换芯片U1的D2-脚通过第二磁珠L2连接第三电容C3的一端和耳机插座J1的第3脚，第一切换芯片U1的D2+脚通过第一磁珠L1连接第四电容C4的一端和耳机插座J1的第4脚，第三电容C3的另一端和第四电容C4的另一端均接地，第一切换芯片U1的VCC脚通过第四电阻R4连接第三电阻R3的一端和电源端VCC；第三电阻R3的另一端连接控制单元110的输出端OUT和第一切换芯片U1的SEL脚；耳机插座J1的第1脚连接麦克切换单元130、还通过第五电容C5接地。

其中，第一磁珠L1和第二磁珠L2较佳为贴片磁珠，利用高频率下高阻抗的特性曲线隔离耳机左右音频信号(HP_HSL、HP_HSR)上的高频干扰。第一电容C1至第四电容C4较佳为贴片滤波电容，用于滤除音频左右信号(HSL、HSR)和耳机左右音频信号上无用的高频干扰。

优选地，所述卡切换单元120还包括第一保护管D1、第二保护管D2、第三保护管D3和第四保护管D4；所述第一保护管D1的一端连接耳机插座J1的第3脚，第二保护管D2的一端连接耳机插座J1的第5脚(传输耳机中断信号HP_DET)，第三保护管D3的一端连接耳机插座J1的第4脚，第四保护管D4的一端连接耳机插座J1的第1脚；第一保护管D1的另一端连接第二保护管D2的另一端、第三保护管D3的另一端、第四保护管D4的另一端和地。第一保护管D1至第四保护管D4较佳为ESD器件，使卡切换单元120能通过相关的ESD测试标准。

请一并参阅图3，所述麦克切换单元130包括：第二切换芯片(型号较佳为WAS7227Q)U2、第三磁珠L3和第五电阻R5；所述第二切换芯片U2的D+脚通过第三磁珠L3连接音频单元140(用于输出音频麦克信号EXT_MIC)，第二切换芯片U2的D1+脚连接读卡器模块30，第二切换芯片U2的D2+脚连接耳机插座J1的第1脚，第二切换芯片U2的VCC脚通过第五电阻R5连接电源端VCC，第二切换芯片U2的SEL脚连接控制单元110的输出端OUT。

请一并参阅图4，所述音频单元140包括：第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9；所述第六电容C6的一端连接第七电容C7的一端、第九电容C9的一端和CPU 20；第六电容C6的另一端连接第十电容C10的一端、第八电容C8的一端和CPU 20，第九电容C9的另一端连接第十电容C10的另一端和地，第七电容C7的另一端连接第六电阻R6的一端和第七电阻R7的一端，第六电阻R6的另一端连接MIC供电端VUMIC；第七电阻R7的另一端连接第八电阻R8的一端、第九电阻R9的一端、第十一电容C11的一端和CPU，第八电阻R8的另一端连接偏置电压端ACD(为音频单元140供电，给音频单元140提供一个偏置电压)，第九电阻R9的另一端连接第八电容C8的另一端，第十一电容C11的另一端接地。

请一并参阅图5，所述读卡器模块30包括：读卡器JB、第四磁珠L4、第五磁珠L5、第六磁珠L6、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14和第十五电容C15；所述读卡器JB的第1脚连接卡供电端VDD_READER、还通过第十五电容C15接地；读卡器JB的第3脚连接第六磁珠L6的一端和第十二电容C12的一端，读卡器JB的第5脚连接第五磁珠L5的一端、第十二电容C12的一端和第十电阻R10的一端；读卡器JB的第6脚连接第四磁珠L4的一端、第十四电容C14的一端和第十一电阻R11的一端；第四磁珠L4的另一端连接第一切换芯片U1的D1+脚，第五磁珠L5的另一端连接第一切换芯片U1的D1-脚，第六磁珠L6的另一端连接第二切换芯片U2的D1+脚；第十二电容C12的另一端连接第十三电容C13的另一端、第十四电容C14的另一端和地；第十电阻R10的另一端连接第十一电阻R11的另一端和地。

所述移动终端的工作原理为：

当移动终端处于使用模式时，控制信号ADUIO_CARD_SEL默认输出高电平或高阻模式，则切换芯片的选择信号A_C_SEL为高电平，使第一切换芯片U1和第二切换芯片U2的D-脚连接D2-脚，D+脚连接D2+脚。CPU输出的音频信号(包括音频左信号HSL和音频右信号HSR)通过第一切换芯片U1的D2±脚输出，变成耳机音频信号(包括耳机左音频信号HP_HSL和耳机右音频信号HP_HSR)传输给耳机插座J1，从而提供给耳机使用，实现耳机功能。耳机插座J1输出的麦克风信号HP_MIC通过第二切换芯片U2的D+脚输出，变成音频麦克信号EXT_MIC并传输至音频单元140。音频单元140将所述音频麦克信号EXT_MIC转换为正负麦克风信号(MICN2、MICP2)并传输至所述CPU 20进行音频处理。

当打开读卡界面进入支付模式时，则读卡器模块的卡供电端VDD_READER打开，且CPU将控制信号ADUIO_CARD_SEL拉低，则选择信号A_C_SEL通过第一电阻R1也被拉低，使第一切换芯片U1和第二切换芯片U2的D±脚对应连接D1±脚。CPU输出加载了支付指令的音频信号(由于是同一条信号线，均用HSL、HSR表示，但具体信号内容不同)通过第一切换芯片U1的D1±脚输出，变成卡信号(包括HSL_CARD、HSR_CARD)；同时，耳机插座J1输出的加载了支付指令的麦克风信号HP_MIC通过第二切换芯片U2的D1+脚输出，变成卡麦克信号MIC_CARD并传输至读卡器JB，从而实现刷卡功能。

当CPU检测支付完成退出后，又将控制信号ADUIO_CARD_SEL变成高电平，则重复移动终端处于使用模式时的切换操作，自动将音频信号切换回耳机插座J1。切换回音频输出模式后，耳机，收音机，线控功能均能正常工作且不受影响，与无需插拔耳机。

在具体实施时，还可通过刷卡模块的供电网络，即读卡器模块的卡供电端VDD_READER来控制切换芯片的通路切换。

在实施例二中，除了控制单元110的电路更改，其他电路不变。请一并参阅图6，所述控制单元110^/包括三极管Q、栅电阻RA1和发射电阻RA2；所述三极管Q的基极通过栅电阻RA1连接卡供电端VDD_READER，三极管Q的发射极连接发射电阻RA2的一端和地，发射电阻RA2的另一端连接控制单元110^/的输出端OUT和三极管Q的集电极。

请继续参阅图3至图6，在实施例二中，当移动终端在使用模式时，读卡器模块的卡供电端VDD_READER不供电，则选择信号A_C_SEL通过第三电阻R3被上拉为高电平；其余工作原理与实施例一的使用模式相同，此处不做赘述。当打开读卡界面时，卡供电端VDD_READER供电，驱动NPN沟道的三极管Q进入饱和导通模式，拉低此三极管Q的集电极网络，即选择信号A_C_SEL变为低电平；其余工作原理与实施例一的支付模式相同，此处不做赘述。支付完成退出后，卡供电端VDD_READER不供电，选择信号A_C_SEL又被上拉为高电平，自动将音频信号切换回耳机插座，切换回音频输出模式。

需要理解的是，若读卡器模块30的供电3.3V(VDD_READER)是与主板其他系统所用3.3V共用的，则采用实施例一的控制单元的电路来实现；这样可节省单独的DC/DC等器件、从而节省成本。若资源紧张没有多余的GPIO口来输出控制信号ADUIO_CARD_SEL，且读卡器模块30的供电端VDD_READER是由电源管理芯片PMU(或其他程控电源)单独提供的，且不与其它供电复用；则选择实施例二的控制单元的电路来实现；这样可以有效节省主芯片的GPIO口以实现其他功能。

若不清楚具体GPIO口的使用情况，为了方便选择，可在电路板上进行兼容设计，即将实施例一和实施例二中控制单元电路中的各个器件预先焊接在电路板上，如图7所示的实施例三中的控制单元100^//，其包括第一电阻R1、三极管Q、栅电阻RA1和发射电阻RA2；

所述第一电阻R1的一端连接CPU；第一电阻R1的另一端预留连接发射电阻RA2的另一端、控制单元100^//的输出端OUT和三极管Q的集电极；三极管Q的基极通过栅电阻RA1连接卡供电端VDD_READER，三极管Q的发射极预留连接发射电阻RA2的一端和地。需要哪种电路结构直接将虚线处(表示预留连接，即电路上暂时没有连接，根据情况需要选择是否实际连接上)所示的断线连接即可。

综上所述，本实用新型提供的音频支付控制电路及移动终端，通过使用2组切换芯片来进行通路选择，即可实现CPU与耳机、CPU与读卡器之间的通讯切换；在保证现有音频功能的基础上，无需额外增加集线器或USB端口，通过音频信号就能实现支付功能，节省了成本，还能在支付完成后自动切换回音频功能。并且由于音频的频率范围比较低，包含在切换芯片的规格内，不会影响音频的各项指标。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。