非接触卡读卡器的制作方法
专利名称：非接触卡读卡器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种射频卡读写器，尤其涉及一种利用支持纳瓦技术的MCU实现 低功耗工作状态的射频卡读写器。
背景技术：
非接触式IC卡又称射频卡，由IC芯片、感应天线组成，封装在一个标准的PVC卡 片内，芯片及天线无任何外露部分。是世界上最近几年发展起来的一项新技术，它成功的将 射频识别技术和IC卡技术结合起来，结束了无源(卡中无电源)和免接触这一难题，是电 子器件领域的一大突破。卡片在一定距离范围(通常为5-10mm)靠近读写器表面，通过无 线电波的传递来完成数据的读写操作。非接触性IC卡与读卡器之间通过无线电波来完成读写操作。二者之间的通讯频 为12 %非接触性IC卡本身是无源卡，当读写器对卡进行读写操作是，读写器发出的信 号由两部分叠加组成一部分是电源信号，该信号由卡接收后，与本身的L/C产生一个瞬间 能量来供给芯片工作。另一部分则是指令和数据信号，指挥芯片完成数据的读取、储存等， 并返回信号给读写器，完成一次读写操作。读写器则一般由单片机，专用智能模块和天线组 成，并配有与PC的通讯接口，打印口，I/O 口等，以便应用于不同的领域。与接触式IC卡相比较，非接触式卡具有以下优点1、可靠性高非接触式IC卡与读写器之间无机械接触，避免了由于接触读写而产 生的各种故障。例如由于粗暴插卡，非卡外物插入，灰尘或油污导致接触不良造成的故障。 此外，非接触式卡表面无裸露芯片，无须担心芯片脱落、静电击穿、弯曲损坏等问题，既便于 卡片印刷，又提高了卡片的使用可靠性。2、操作方便。由于非接触通讯，读写器在IOCM范围内就可以对卡片操作，所以不 必插拨卡，非常方便用户使用。非接触式卡使用时没有方向性，卡片可以在任意方向掠过读 写器表面，既可完成操作，这大大提高了每次使用的速度。3、可以适合于多种应用。非接触式卡的序列号是唯一的，制造厂家在产品出厂前 已将此序列号固化，不可再更改。非接触式卡与读写器之间采用双向验证机制，即读写器验 证IC卡的合法性，同时IC卡也验证读写器的合法性。4、加密性能好。非接触式IC卡由IC芯片，感应天线组成，并完全密封在一个标准 PVC卡片中，无外露部分。非接触式IC卡的读写过程，通常由非接触型IC卡与读写器之间 通过无线电波来完成读写操作。非接触型IC卡本身是无源体，当读写器对卡进行读写操作时，读写器发出的信号 由两部分叠加组成一部分是电源信号，该信号由卡接收后，与其本身的L/C产生谐振，产 生一个瞬间能量来供给芯片工作。另一部分则是结合数据信号，指挥芯片完成数据、修改、 存储等，并返回给读写器。由非接触式IC卡所形成的读写系统，无论是硬件结构，还是操作 过程都得到了很大的简化，同时借助于先进的管理软件，脱机的操作方式，都使数据读写过 程更为简单。[0010]目前，射频卡广泛应用于水表、热量表、燃气表、公交自动售票、停车自动收费、食 堂售饭、考勤和门禁等多种场合，而对射频卡进行读写的电路应用最多的是由集成器件 U2270B结合其外围器件构成，如图2所示。由于U2270B只能在4. 5V 5. 5V的电压区间工 作，如果用户使用U2270B来设计读写基站系统，则需要工作在5V或更高电压，系统在这个 电压下工作，功耗变高，供电电池有效工作电压区间也显得比较窄，而且要考虑到由于电池 放电的不均勻而造成电池的使用寿命短等问题。U2270B采用内置的RC振荡电路提供射频 的基准时钟，而RC振荡电路的频率特性在稳定性和温度系数方面较差，所以U2270B的读写 电路中需要在RF管脚上加一个频率校准电阻，在必要的时候对这个电阻进行调整才可以 达到理想的输出频率，这样在生产的过程中就需要在产品出厂前对射频的频率进行测试和 调整，大大地增加了生产流程的复杂性。U2270B的天线驱动电路采用直接耦合的方式，这样 做的一个直接后果就是当外部串接的谐振回路的固有频率和U2270B的内部时钟频率存在 误差的时候，天线上的实际发射频率也会发生变化，影响卡片的读写。此外，还有采用逻辑器件门电路4060，运算放大器TL062，LM358，ST393等，组成的 读写卡电路由于器件多，电路结构相对复杂，其固有的缺点是故障率比较高，不利于缩小体 积。上述的电路都是通电后直接处于运行状态，其自身的运行状态特别是电路的器件 故障、自身的功耗是不可控的，难以做到电池供电系统长期的低功耗运行。
实用新型内容本实用新型针对以上问题，提供了一种能大幅度降低运行功耗的非接触卡读卡器。本实用新型的技术方案是包括设在壳体内的读写电路和USB连接电路，所述读 写电路包括支持纳瓦技术的具有1-8脚的MCU，所述USB连接电路包括电源适配电路和1 接口，所述读写电路还包括与射频卡通讯的谐振电路、检波电路、基准电压提供电路、比较 接口和电源管理接口；所述谐振电路包括相互串接的电感Ll和电容Cl ；所述检波电路包括二极管D1、电容C2、电容C3、电容C4和电阻R5 ；所述电容Cl的一端接地，另一端分别于所述电感Ll和二极管Dl的正极端相连； 所述电容C2和电阻R4的一端分别接地，电容C2和电阻R4的另一端分别于二极管Dl的负 极端和电阻R5的一端相连；电容C3和电容C4串接在电阻R5的后端，电容C4的尾端接地； 在电容C3和电容C4之间有B接点；所述基准电压提供电路包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C5和基准电压源；电 阻R6、电阻R7、电阻R8和电容C5的一端共同连接于A接点，电容C5的另一端接地，电阻R8 的另一端连接所述基准电压源，电阻R7的另一端接地，电阻R6的另一端分别连接所述B接
点；所述比较接口包括所述MCU的2、3脚，所述2脚连接所述A接点，所述3脚连接所 述B接点；所述电源管理接口包括所述MCU的1、8脚；所述MCU的1、8脚连接所述电源适配 电路；[0021]所述MCU的4脚连接所述电感Ll ；所述MCU的6、7脚连接所述I2C接口。它还包括串接在电感Ll和所述MCU的4脚之间的放大电路，所述放大电路包括 NPN型的三极管Q1、PNP型的三极管Q2、电阻R1、电阻R2、电阻R14和基准电压源，电阻R14 的一端与所述所述MCU的4脚相连，电阻R14的另一端分别与三极管Q1、三极管Q2的B极 并接，三极管Q2的C极接地，电阻Rl和电阻R2串接在三极管Ql的E极和三极管Q2的E 极之间，电阻Rl和电阻R2之间有C接点，所述C接点连接所述电感Li。本实用新型中的读写电路，采用由支持纳瓦技术的MCU为电路的控制核心，读写 电路含有信号与能量发射、信号接收模块、信号处理模块；数据与能量发射、接收模块含有 线圈L1、C1，MCU产生的125Kz,manchester方式调制的数据由其4pin (脚)经Q1、Q2互补 功率输出。L1、C1谐振于125Kz，Ll 一方面辐射能量与发送数据、另一方面根据其负载的变 化接收被读的调制数据；D1、电容(C2、C3、C4)和电阻(R4、R5)为AM检波，C2、C3、C4、R4、R5 组成滤波电路，经C3连到MCU 3Pin，R7、R8、R6为MCU内部比较器的基准单元，给MCU的2、 3Pin提供的基准，MCU依据基准解调出数据。3pin还在数据信号的间隙进行ad转换，分辨 干扰与数据，对干扰数据进行滤除，提高数据传输的抗干扰性。MCU的2、3、4pin在非读写期 间被置于数字口状态，在读写之前进行电路检查，当发现与初始状态不符时关闭读写电路， 给出报警提示，尽可能的延长了电池供电设备的使用寿命。经试验检测，本实用新型的工作 电压为2. 7-5v，工作电流4. 5mA，静态电流为ΙΟηΑ，以应用于智能水表为例，一月一抄，功耗 在纳瓦级水平，可确保智能水表同样的电池，工作更长的时间。此外，还可以拓展应用到智 能煤气表、电表、公交卡等。
图1是本实用新型的原理框图图2是本实用新型的电路图图3是本实用新型另一实施方式的电路图图中1是谐振电路，2是检波电路，3是基准电压提供电路，4是比较接口，5是外部 设备连接口，6是放大电路，7是电源管理接口，8是MCU，9是射频卡。
具体实施方式
本实用新型如图1、2所示，包括设在壳体内的读写电路和USB连接电路，所述读写 电路包括支持纳瓦技术的具有1-8脚的MCU8，所述USB连接电路包括电源适配电路和1 接口，所述读写电路还包括与射频卡通讯的谐振电路1、检波电路2、基准电压提供电路3、 比较接口 4和电源管理接口 7;所述谐振电路1包括相互串接的电感Ll和电容Cl ；所述检波电路2包括二极管D1、电容C2、电容C3、电容C4和电阻R5 ；所述电容Cl的一端接地，另一端分别于所述电感Ll和二极管Dl的正极端相连； 所述电容C2和电阻R4的一端分别接地，电容C2和电阻R4的另一端分别于二极管Dl的负 极端和电阻R5的一端相连；电容C3和电容C4串接在电阻R5的后端，电容C4的尾端接地； 在电容C3和电容C4之间有B接点；[0033]所述基准电压提供电路3包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C5和基准电压源； 电阻R6、电阻R7、电阻R8和电容C5的一端共同连接于A接点，电容C5的另一端接地，电阻 R8的另一端连接所述基准电压源，电阻R7的另一端接地，电阻R6的另一端分别连接所述B 接点；所述比较接口 4包括所述MCU的2、3脚，所述2脚连接所述A接点，所述3脚连接 所述B接点；所述电源管理接口 7包括所述MCU的1、8脚；所述MCU的1、8脚连接所述电源适 配电路；所述MCU8的4脚连接所述电感Ll ；所述MCU8的6、7脚(即电路的外部设备连接口 5)连接所述I2C接口。将数据通 过USB连接电路的USB物理接口传输给PC等外部设备上去，或将PC的数据导入电路中来。本实用新型的另一实施方式如图3所示，它还包括串接在电感Ll和所述MCU8的4 脚之间的放大电路6，所述放大电路6包括NPN型的三极管Ql、PNP型的三极管Q2、电阻Rl、 电阻R2、电阻R14和基准电压源，电阻R14的一端与所述所述MCU的4脚相连，电阻R14的 另一端分别与三极管Q1、三极管Q2的B极并接，三极管Q2的C极接地，电阻Rl和电阻R2 串接在三极管Ql的E极和三极管Q2的E极之间，电阻Rl和电阻R2之间有C接点，所述C 接点连接所述电感Li。组成电路的各模组化电路组成及功能作用谐振电路1 :L1、C1组成125KZ谐振电路，Ll 一方面辐射能量、发送调制数据，另一 方面，当卡处于辐射区内，且正确接收命令数据后，卡内的返回数据由内部的线圈作为Li、 Cl谐振回路的负载，负载的的变化直接反映的内部被调制的数据信息。Li、Cl连接点输出 接收到的数据调制信号。检波电路2:01、1 4、1 5、02、03、(4为数据调制信号的检波电路。基准电压提供电路3 :R7、R8是MCU内部比较电路的基准电压提供电路，C5为基准 电压提供电路的滤波。R6是内部比较电路cmpin-的偏置隔离电阻，b点的点位略低于a点 的点位，检波电路有数据输出时b点的点位随之变化，比较器根据其变化，解调数据。比较接口 4 :MCU2、3脚在数据接收时，连接内部比较器，在等待接收与接收前夕 mcu的3脚为数字口输入状态，检测b点的电平是否为数据电平，大于和小于数据电平的宽 度一般会视为干扰，MCU在需要时还会将2脚也切换为I/O 口，做器件完好性检查。外部设备连接口 5 =MCU的6、7脚为外部设备连接口。放大电路6 :MCU4脚输出125KH和被调制的数据信号，Ql、Q2为互补功率输出管， Rl、R2是输出匹配电路的一部分，R14是Ql、Q2基极驱动限流电阻。C、D点直接连接的情况下(即本实用新型图所示状况)，直接使用MCU的含有CMOS 互补推挽电路的io 口 MCU4脚，输出125KH和被调制的数据功率信号，直接送至L1、C1谐振 发射电路，以形成放大作用。电源管理接口 7 :M⑶的vdd、vss可以连接2. 7-3. 6v的电池，M⑶的核可以工作 在1. Sv0 MCU内部含有电源管理模块，负责监测周边元器件的工作状态与电池的工作状态， 在非读卡期间受内部策略机制的控制，一种是处于待机状态，待机电流为60nA，(microchip 的nano Watt XLP技术)。另一种状态时绝大部分时间处于睡眠状态，这时mcu的自身耗电
6更低。本实用新型与背景技术对比表
权利要求1.非接触卡读卡器，包括设在壳体内的读写电路和USB连接电路，所述读写电路包括 支持纳瓦技术的具有1-8脚的MCU (8)，所述USB连接电路包括电源适配电路和1 接口，其 特征在于，所述读写电路还包括与射频卡通讯的谐振电路(1)、检波电路O)、基准电压提 供电路(3)、比较接口⑷和电源管理接口(7)；所述谐振电路⑴包括相互串接的电感Ll和电容Cl ；所述检波电路⑵包括二极管D1、电容C2、电容C3、电容C4和电阻R5 ；所述电容Cl的一端接地，另一端分别于所述电感Ll和二极管Dl的正极端相连；所述 电容C2和电阻R4的一端分别接地，电容C2和电阻R4的另一端分别于二极管Dl的负极端 和电阻R5的一端相连；电容C3和电容C4串接在电阻R5的后端，电容C4的尾端接地；在电 容C3和电容C4之间有B接点；所述基准电压提供电路⑶包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C5和基准电压源；电 阻R6、电阻R7、电阻R8和电容C5的一端共同连接于A接点，电容C5的另一端接地，电阻R8 的另一端连接所述基准电压源，电阻R7的另一端接地，电阻R6的另一端分别连接所述B接占.所述比较接口(4)包括所述MCU的2、3脚，所述2脚连接所述A接点，所述3脚连接所 述B接点；所述电源管理接口(7)包括所述MCU的1、8脚；所述MCU的1、8脚连接所述电源适配 电路；所述MCU⑶的4脚连接所述电感Ll ；所述MCU⑶的6、7脚连接所述1 接口。
2.根据权利要求1所述的非接触卡读卡器，其特征在于，它还包括串接在电感Ll和所 述MCU的4脚之间的放大电路(6)，所述放大电路(6)包括NPN型的三极管Q1、PNP型的三 极管Q2、电阻R1、电阻R2、电阻R14和基准电压源，电阻R14的一端与所述所述MCU的4脚 相连，电阻R14的另一端分别与三极管Q1、三极管Q2的B极并接，三极管Q2的C极接地，电 阻Rl和电阻R2串接在三极管Ql的E极和三极管Q2的E极之间，电阻Rl和电阻R2之间 有C接点，所述C接点连接所述电感Ll。
专利摘要非接触卡读卡器。涉及一种射频卡读写器。能大幅度降低运行功耗。包括设在壳体内的读写电路和USB连接电路，所述读写电路包括支持纳瓦技术的具有1-8脚的MCU，所述USB连接电路包括电源适配电路和I2C接口，所述读写电路还包括与射频卡通讯的谐振电路、检波电路、基准电压提供电路、比较接口和电源管理接口。本实用新型采用由支持纳瓦技术的MCU为核心，在读写之前进行电路检查，当发现与初始状态不符时关闭读写电路，给出报警提示，延长了电池寿命。
文档编号G06K7/00GK201820233SQ20102052215
公开日2011年5月4日 申请日期2010年9月9日 优先权日2010年9月9日
发明者张坚, 徐一心, 李光普, 褚庭才, 陈永辅 申请人:扬州恒信仪表有限公司
技术领域：
本实用新型涉及一种射频卡读写器，尤其涉及一种利用支持纳瓦技术的MCU实现 低功耗工作状态的射频卡读写器。
背景技术：
非接触式IC卡又称射频卡，由IC芯片、感应天线组成，封装在一个标准的PVC卡 片内，芯片及天线无任何外露部分。是世界上最近几年发展起来的一项新技术，它成功的将 射频识别技术和IC卡技术结合起来，结束了无源(卡中无电源)和免接触这一难题，是电 子器件领域的一大突破。卡片在一定距离范围(通常为5-10mm)靠近读写器表面，通过无 线电波的传递来完成数据的读写操作。非接触性IC卡与读卡器之间通过无线电波来完成读写操作。二者之间的通讯频 为12 %非接触性IC卡本身是无源卡，当读写器对卡进行读写操作是，读写器发出的信 号由两部分叠加组成一部分是电源信号，该信号由卡接收后，与本身的L/C产生一个瞬间 能量来供给芯片工作。另一部分则是指令和数据信号，指挥芯片完成数据的读取、储存等， 并返回信号给读写器，完成一次读写操作。读写器则一般由单片机，专用智能模块和天线组 成，并配有与PC的通讯接口，打印口，I/O 口等，以便应用于不同的领域。与接触式IC卡相比较，非接触式卡具有以下优点1、可靠性高非接触式IC卡与读写器之间无机械接触，避免了由于接触读写而产 生的各种故障。例如由于粗暴插卡，非卡外物插入，灰尘或油污导致接触不良造成的故障。 此外，非接触式卡表面无裸露芯片，无须担心芯片脱落、静电击穿、弯曲损坏等问题，既便于 卡片印刷，又提高了卡片的使用可靠性。2、操作方便。由于非接触通讯，读写器在IOCM范围内就可以对卡片操作，所以不 必插拨卡，非常方便用户使用。非接触式卡使用时没有方向性，卡片可以在任意方向掠过读 写器表面，既可完成操作，这大大提高了每次使用的速度。3、可以适合于多种应用。非接触式卡的序列号是唯一的，制造厂家在产品出厂前 已将此序列号固化，不可再更改。非接触式卡与读写器之间采用双向验证机制，即读写器验 证IC卡的合法性，同时IC卡也验证读写器的合法性。4、加密性能好。非接触式IC卡由IC芯片，感应天线组成，并完全密封在一个标准 PVC卡片中，无外露部分。非接触式IC卡的读写过程，通常由非接触型IC卡与读写器之间 通过无线电波来完成读写操作。非接触型IC卡本身是无源体，当读写器对卡进行读写操作时，读写器发出的信号 由两部分叠加组成一部分是电源信号，该信号由卡接收后，与其本身的L/C产生谐振，产 生一个瞬间能量来供给芯片工作。另一部分则是结合数据信号，指挥芯片完成数据、修改、 存储等，并返回给读写器。由非接触式IC卡所形成的读写系统，无论是硬件结构，还是操作 过程都得到了很大的简化，同时借助于先进的管理软件，脱机的操作方式，都使数据读写过 程更为简单。[0010]目前，射频卡广泛应用于水表、热量表、燃气表、公交自动售票、停车自动收费、食 堂售饭、考勤和门禁等多种场合，而对射频卡进行读写的电路应用最多的是由集成器件 U2270B结合其外围器件构成，如图2所示。由于U2270B只能在4. 5V 5. 5V的电压区间工 作，如果用户使用U2270B来设计读写基站系统，则需要工作在5V或更高电压，系统在这个 电压下工作，功耗变高，供电电池有效工作电压区间也显得比较窄，而且要考虑到由于电池 放电的不均勻而造成电池的使用寿命短等问题。U2270B采用内置的RC振荡电路提供射频 的基准时钟，而RC振荡电路的频率特性在稳定性和温度系数方面较差，所以U2270B的读写 电路中需要在RF管脚上加一个频率校准电阻，在必要的时候对这个电阻进行调整才可以 达到理想的输出频率，这样在生产的过程中就需要在产品出厂前对射频的频率进行测试和 调整，大大地增加了生产流程的复杂性。U2270B的天线驱动电路采用直接耦合的方式，这样 做的一个直接后果就是当外部串接的谐振回路的固有频率和U2270B的内部时钟频率存在 误差的时候，天线上的实际发射频率也会发生变化，影响卡片的读写。此外，还有采用逻辑器件门电路4060，运算放大器TL062，LM358，ST393等，组成的 读写卡电路由于器件多，电路结构相对复杂，其固有的缺点是故障率比较高，不利于缩小体 积。上述的电路都是通电后直接处于运行状态，其自身的运行状态特别是电路的器件 故障、自身的功耗是不可控的，难以做到电池供电系统长期的低功耗运行。
实用新型内容本实用新型针对以上问题，提供了一种能大幅度降低运行功耗的非接触卡读卡器。本实用新型的技术方案是包括设在壳体内的读写电路和USB连接电路，所述读 写电路包括支持纳瓦技术的具有1-8脚的MCU，所述USB连接电路包括电源适配电路和1 接口，所述读写电路还包括与射频卡通讯的谐振电路、检波电路、基准电压提供电路、比较 接口和电源管理接口；所述谐振电路包括相互串接的电感Ll和电容Cl ；所述检波电路包括二极管D1、电容C2、电容C3、电容C4和电阻R5 ；所述电容Cl的一端接地，另一端分别于所述电感Ll和二极管Dl的正极端相连； 所述电容C2和电阻R4的一端分别接地，电容C2和电阻R4的另一端分别于二极管Dl的负 极端和电阻R5的一端相连；电容C3和电容C4串接在电阻R5的后端，电容C4的尾端接地； 在电容C3和电容C4之间有B接点；所述基准电压提供电路包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C5和基准电压源；电 阻R6、电阻R7、电阻R8和电容C5的一端共同连接于A接点，电容C5的另一端接地，电阻R8 的另一端连接所述基准电压源，电阻R7的另一端接地，电阻R6的另一端分别连接所述B接
点；所述比较接口包括所述MCU的2、3脚，所述2脚连接所述A接点，所述3脚连接所 述B接点；所述电源管理接口包括所述MCU的1、8脚；所述MCU的1、8脚连接所述电源适配 电路；[0021]所述MCU的4脚连接所述电感Ll ；所述MCU的6、7脚连接所述I2C接口。它还包括串接在电感Ll和所述MCU的4脚之间的放大电路，所述放大电路包括 NPN型的三极管Q1、PNP型的三极管Q2、电阻R1、电阻R2、电阻R14和基准电压源，电阻R14 的一端与所述所述MCU的4脚相连，电阻R14的另一端分别与三极管Q1、三极管Q2的B极 并接，三极管Q2的C极接地，电阻Rl和电阻R2串接在三极管Ql的E极和三极管Q2的E 极之间，电阻Rl和电阻R2之间有C接点，所述C接点连接所述电感Li。本实用新型中的读写电路，采用由支持纳瓦技术的MCU为电路的控制核心，读写 电路含有信号与能量发射、信号接收模块、信号处理模块；数据与能量发射、接收模块含有 线圈L1、C1，MCU产生的125Kz,manchester方式调制的数据由其4pin (脚)经Q1、Q2互补 功率输出。L1、C1谐振于125Kz，Ll 一方面辐射能量与发送数据、另一方面根据其负载的变 化接收被读的调制数据；D1、电容(C2、C3、C4)和电阻(R4、R5)为AM检波，C2、C3、C4、R4、R5 组成滤波电路，经C3连到MCU 3Pin，R7、R8、R6为MCU内部比较器的基准单元，给MCU的2、 3Pin提供的基准，MCU依据基准解调出数据。3pin还在数据信号的间隙进行ad转换，分辨 干扰与数据，对干扰数据进行滤除，提高数据传输的抗干扰性。MCU的2、3、4pin在非读写期 间被置于数字口状态，在读写之前进行电路检查，当发现与初始状态不符时关闭读写电路， 给出报警提示，尽可能的延长了电池供电设备的使用寿命。经试验检测，本实用新型的工作 电压为2. 7-5v，工作电流4. 5mA，静态电流为ΙΟηΑ，以应用于智能水表为例，一月一抄，功耗 在纳瓦级水平，可确保智能水表同样的电池，工作更长的时间。此外，还可以拓展应用到智 能煤气表、电表、公交卡等。
图1是本实用新型的原理框图图2是本实用新型的电路图图3是本实用新型另一实施方式的电路图图中1是谐振电路，2是检波电路，3是基准电压提供电路，4是比较接口，5是外部 设备连接口，6是放大电路，7是电源管理接口，8是MCU，9是射频卡。
具体实施方式
本实用新型如图1、2所示，包括设在壳体内的读写电路和USB连接电路，所述读写 电路包括支持纳瓦技术的具有1-8脚的MCU8，所述USB连接电路包括电源适配电路和1 接口，所述读写电路还包括与射频卡通讯的谐振电路1、检波电路2、基准电压提供电路3、 比较接口 4和电源管理接口 7;所述谐振电路1包括相互串接的电感Ll和电容Cl ；所述检波电路2包括二极管D1、电容C2、电容C3、电容C4和电阻R5 ；所述电容Cl的一端接地，另一端分别于所述电感Ll和二极管Dl的正极端相连； 所述电容C2和电阻R4的一端分别接地，电容C2和电阻R4的另一端分别于二极管Dl的负 极端和电阻R5的一端相连；电容C3和电容C4串接在电阻R5的后端，电容C4的尾端接地； 在电容C3和电容C4之间有B接点；[0033]所述基准电压提供电路3包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C5和基准电压源； 电阻R6、电阻R7、电阻R8和电容C5的一端共同连接于A接点，电容C5的另一端接地，电阻 R8的另一端连接所述基准电压源，电阻R7的另一端接地，电阻R6的另一端分别连接所述B 接点；所述比较接口 4包括所述MCU的2、3脚，所述2脚连接所述A接点，所述3脚连接 所述B接点；所述电源管理接口 7包括所述MCU的1、8脚；所述MCU的1、8脚连接所述电源适 配电路；所述MCU8的4脚连接所述电感Ll ；所述MCU8的6、7脚(即电路的外部设备连接口 5)连接所述I2C接口。将数据通 过USB连接电路的USB物理接口传输给PC等外部设备上去，或将PC的数据导入电路中来。本实用新型的另一实施方式如图3所示，它还包括串接在电感Ll和所述MCU8的4 脚之间的放大电路6，所述放大电路6包括NPN型的三极管Ql、PNP型的三极管Q2、电阻Rl、 电阻R2、电阻R14和基准电压源，电阻R14的一端与所述所述MCU的4脚相连，电阻R14的 另一端分别与三极管Q1、三极管Q2的B极并接，三极管Q2的C极接地，电阻Rl和电阻R2 串接在三极管Ql的E极和三极管Q2的E极之间，电阻Rl和电阻R2之间有C接点，所述C 接点连接所述电感Li。组成电路的各模组化电路组成及功能作用谐振电路1 :L1、C1组成125KZ谐振电路，Ll 一方面辐射能量、发送调制数据，另一 方面，当卡处于辐射区内，且正确接收命令数据后，卡内的返回数据由内部的线圈作为Li、 Cl谐振回路的负载，负载的的变化直接反映的内部被调制的数据信息。Li、Cl连接点输出 接收到的数据调制信号。检波电路2:01、1 4、1 5、02、03、(4为数据调制信号的检波电路。基准电压提供电路3 :R7、R8是MCU内部比较电路的基准电压提供电路，C5为基准 电压提供电路的滤波。R6是内部比较电路cmpin-的偏置隔离电阻，b点的点位略低于a点 的点位，检波电路有数据输出时b点的点位随之变化，比较器根据其变化，解调数据。比较接口 4 :MCU2、3脚在数据接收时，连接内部比较器，在等待接收与接收前夕 mcu的3脚为数字口输入状态，检测b点的电平是否为数据电平，大于和小于数据电平的宽 度一般会视为干扰，MCU在需要时还会将2脚也切换为I/O 口，做器件完好性检查。外部设备连接口 5 =MCU的6、7脚为外部设备连接口。放大电路6 :MCU4脚输出125KH和被调制的数据信号，Ql、Q2为互补功率输出管， Rl、R2是输出匹配电路的一部分，R14是Ql、Q2基极驱动限流电阻。C、D点直接连接的情况下(即本实用新型图所示状况)，直接使用MCU的含有CMOS 互补推挽电路的io 口 MCU4脚，输出125KH和被调制的数据功率信号，直接送至L1、C1谐振 发射电路，以形成放大作用。电源管理接口 7 :M⑶的vdd、vss可以连接2. 7-3. 6v的电池，M⑶的核可以工作 在1. Sv0 MCU内部含有电源管理模块，负责监测周边元器件的工作状态与电池的工作状态， 在非读卡期间受内部策略机制的控制，一种是处于待机状态，待机电流为60nA，(microchip 的nano Watt XLP技术)。另一种状态时绝大部分时间处于睡眠状态，这时mcu的自身耗电
6更低。本实用新型与背景技术对比表
权利要求1.非接触卡读卡器，包括设在壳体内的读写电路和USB连接电路，所述读写电路包括 支持纳瓦技术的具有1-8脚的MCU (8)，所述USB连接电路包括电源适配电路和1 接口，其 特征在于，所述读写电路还包括与射频卡通讯的谐振电路(1)、检波电路O)、基准电压提 供电路(3)、比较接口⑷和电源管理接口(7)；所述谐振电路⑴包括相互串接的电感Ll和电容Cl ；所述检波电路⑵包括二极管D1、电容C2、电容C3、电容C4和电阻R5 ；所述电容Cl的一端接地，另一端分别于所述电感Ll和二极管Dl的正极端相连；所述 电容C2和电阻R4的一端分别接地，电容C2和电阻R4的另一端分别于二极管Dl的负极端 和电阻R5的一端相连；电容C3和电容C4串接在电阻R5的后端，电容C4的尾端接地；在电 容C3和电容C4之间有B接点；所述基准电压提供电路⑶包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C5和基准电压源；电 阻R6、电阻R7、电阻R8和电容C5的一端共同连接于A接点，电容C5的另一端接地，电阻R8 的另一端连接所述基准电压源，电阻R7的另一端接地，电阻R6的另一端分别连接所述B接占.所述比较接口(4)包括所述MCU的2、3脚，所述2脚连接所述A接点，所述3脚连接所 述B接点；所述电源管理接口(7)包括所述MCU的1、8脚；所述MCU的1、8脚连接所述电源适配 电路；所述MCU⑶的4脚连接所述电感Ll ；所述MCU⑶的6、7脚连接所述1 接口。
2.根据权利要求1所述的非接触卡读卡器，其特征在于，它还包括串接在电感Ll和所 述MCU的4脚之间的放大电路(6)，所述放大电路(6)包括NPN型的三极管Q1、PNP型的三 极管Q2、电阻R1、电阻R2、电阻R14和基准电压源，电阻R14的一端与所述所述MCU的4脚 相连，电阻R14的另一端分别与三极管Q1、三极管Q2的B极并接，三极管Q2的C极接地，电 阻Rl和电阻R2串接在三极管Ql的E极和三极管Q2的E极之间，电阻Rl和电阻R2之间 有C接点，所述C接点连接所述电感Ll。
专利摘要非接触卡读卡器。涉及一种射频卡读写器。能大幅度降低运行功耗。包括设在壳体内的读写电路和USB连接电路，所述读写电路包括支持纳瓦技术的具有1-8脚的MCU，所述USB连接电路包括电源适配电路和I2C接口，所述读写电路还包括与射频卡通讯的谐振电路、检波电路、基准电压提供电路、比较接口和电源管理接口。本实用新型采用由支持纳瓦技术的MCU为核心，在读写之前进行电路检查，当发现与初始状态不符时关闭读写电路，给出报警提示，延长了电池寿命。
文档编号G06K7/00GK201820233SQ20102052215
公开日2011年5月4日 申请日期2010年9月9日 优先权日2010年9月9日
发明者张坚, 徐一心, 李光普, 褚庭才, 陈永辅 申请人:扬州恒信仪表有限公司
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