專利名稱：具有雙接口射頻讀卡器的家電控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種讀卡裝置，特別是一種具有雙接口射頻讀卡器的家電控制裝置。
背景技術：
智能卡已融入當今信息技術的主流，公共交通、無線通信、衛(wèi)生保健、封閉式場所管理、身份識別、電話通信、大樓保安系統(tǒng)以及家用電器等諸多領域業(yè)已使用智能卡和讀卡器。特別是銀行服務系統(tǒng)，智能卡給我們的生活質量帶來很大提高。智能卡付費(智能卡自動電表抄表系統(tǒng)、煤氣/自來水抄表系統(tǒng)、公交/地鐵自動售票/檢票系統(tǒng)、手機中的智能SIM卡等等)已成為我們生活的一部分，刷卡已成為人們生活中不可或缺的一部分。對于家用電器，智能卡除了用于付費(如公用電話、公用洗衣機/烘干機)外，還可用于擴充功能，通過購買一張存儲有新功能程序軟件的智能卡，通過設于家電上的讀卡器，可將新的程序輸入原有家電的微機控制板中，使獲得新的功能，說述的射頻讀卡器，則是采用非接觸式射頻智能卡進行刷卡。
圖1是現(xiàn)有射頻讀卡器的電路圖。由圖可見現(xiàn)有家電上使用的射頻讀卡器是由天線區(qū)1、主要由射頻讀寫器U2和單片機U1所組成的器件區(qū)2和接口3所組成。其中所述的天線區(qū)3中的天線U3是采用射頻卡讀寫器件推薦的天線方式，例如單芯漆包線按照推薦直徑和匝數(shù)繞制而成，或在線路板上直接按照推將方式制作成微帶天線。
U2是專用的射頻卡讀寫器件，一般可選用國產的(上海復旦微電子)FM1702或其兼容器件或其替代器件。
U2、U3及U2與U1之間的連接關系是采用U2器件推薦的方式---公知的總線連接方式。
射頻讀卡器的單片機U1與射頻讀卡器的接口3的連接關系是單片機的VDD接接口3的VCC接電源正；單片機上的異步串行通訊口UART-TXD、UART-RXD分別通過電阻R3、R4與接口3上的對應UART-TXD、UART-RXD口連接。所述的讀卡裝置通過接口再與家用電器控制板上的單片機接口連接，其連接方式如圖4所示。但是，一般現(xiàn)有讀卡裝置的只有一個異步串行通訊接口---UART接口(或經(jīng)電平轉換后的RS232 RS485 RS422接口)。對于家電使用的單片機，有許多型號沒有UART接口，或UART接口已經(jīng)被使用，如果他們之間要連接，則必須由家電控制板上的單片機模擬一個UART接口，增加了軟件的復雜性，往往會因為資源占用問題而難以使用，且一般只能適應2400波特率的通訊，不能滿足高速通訊的要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是，針對現(xiàn)有技術的上述不足，而提供一種針對沒有UART接口或UART接口不夠用的單片機而設置的具有雙接口射頻讀卡器的家電控制裝置。
本發(fā)明所提供的具有雙接口射頻讀卡器的家電控制裝置是由如下技術方案來實現(xiàn)的。
一種具有雙接口射頻讀卡器的家電控制裝置，包括射頻讀卡器和家電單片機控制板；所述的射頻讀卡器通過設于射頻讀卡器上的接口與家電控制板上連接單片機的接口相連接，所述的射頻讀卡器包括天線區(qū)、器件區(qū)及設有電源正端、電源負端、公共信號接地端、異步串行傳輸接收端UART-TXD和異步串行傳輸發(fā)送端UART-RXD的接口；其特征在于所述的接口為雙接口，其上還設有同步串行傳輸接收端SPI-DATA和同步串行傳輸發(fā)送端SPI-CLK。
除上述必要技術特征外，在具體實施過程中，還可補充如下技術內容所述的具有雙接口射頻讀卡器的家電控制裝置，其特征在于所述的雙接口與設于射頻讀卡器上的單片機的連接是接口上的VCC接單片機上的VDD，以連接電源正；接口上的信號公共端DGND與GND連接在單片機上的GND；接口上的同步串行傳輸接收端SPI-DATA通過電阻R1接單片機的SPI-DATA；接口上的同步串行傳輸發(fā)送端SPI-CLK通過電阻R2接單片機的SPI-CLK；接口上的異步串行傳輸接收端UART-TXD通過電阻R3接單片機的UART-TXD；接口上的異步串行傳輸發(fā)送端UART-RXD通過電阻R4接單片機的UART-RXD。
所述的具有雙接口射頻讀卡器的家電控制裝置，其特征在于所述的設于家電控制板上的接口與家電控制板的單片機的連接如下
接口上的VCC接單片機上的VDD，以連接電源正；接口上的信號公共端DGND與GND連接在單片機上的GND；接口上的同步串行傳輸接收端SPI-DATA通過電阻接單片機的SPI-DATA；接口上的同步串行傳輸發(fā)送端SPI-CLK通過電阻接單片機的SPI-CLK。
所述的具有雙接口射頻讀卡器的家電控制裝置，其特征在于所述的設于家電控制板上的接口與家電控制板的單片機的連接如下接口上的VCC接單片機上的VDD，以連接電源正；接口上的信號公共端DGND與GND連接在單片機上的GND；接口上的異步串行傳輸接收端UART-TXD通過電阻接單片機的UART-TXD；接口上的異步串行傳輸發(fā)送端UART-RXD通過電阻接單片機的UART-RXD。
所述的具有雙接口射頻讀卡器的家電控制裝置，其特征在于所述的射頻讀卡器上的接口與所述的家電控制板上連接單片機的接口的連接是射頻讀卡器接口的VCC接家電控制板接口的VCC；射頻讀卡器接口的DGND與GND連接在一起接家電控制板接口的DGND與GND；射頻讀卡器接口的同步串行傳輸接收端UART-TXD接家電控制板接口的同步串行傳輸接收端UART-RXD；射頻讀卡器接口的同步串行傳輸接收端UART-RXD接家電控制板接口的同步串行傳輸接收端UART-TXD。
所述的具有雙接口射頻讀卡器的家電控制裝置，其特征在于所述的設于家用電器上的接口與家用電器控制板的單片機的連接如下接口上的VCC接單片機上的VDD，以連接電源正；接口上的信號公共端DGND與GND連接在單片機上的GND；接口上的同步串行傳輸接收端SPI-DATA通過電阻接單片機的IO1口；接口上的同步串行傳輸發(fā)送端SPI-CLK通過電阻接單片機的IO2口。
所述的具有雙接口射頻讀卡器的家電控制裝置，其特征在于所述的射頻讀卡器上的接口與所述的家電控制板上連接單片機的接口的連接是射頻讀卡器接口的VCC接家電控制板接口的VCC；射頻讀卡器接口的DGND與GND連接在一起接家電控制板接口的DGND與GND；射頻讀卡器接口的同步串行傳輸接收端SPI-DATA接家電控制板接口的同步串行傳輸接收端SPI-DATA；
射頻讀卡器接口的同步串行傳輸接收端SPI-CLK接家電控制板接口的同步串行傳輸接收端SPI-CLK。
本發(fā)明的優(yōu)點在于本裝置同時具有一個UART接口和一個SPI接口，而多數(shù)單片機具有SPI接口，而且一般家電不會占用這個接口，即使家電控制板單片機沒有SPI接口，也可以很容易的通過普通IO口模擬一個SPI接口，從而實現(xiàn)讀寫卡裝置和家電的良好連接。
本發(fā)明具有兩種接口方式，可以適應各種單片機，對于沒有UART(異步串行收發(fā)單元)接口的單片機可以避免模擬串口的麻煩。
兩種接口均可以采用半雙工UART接口，還可以實現(xiàn)全雙工方式，且速度快，效率高。
專門設計用于家電使用，滿足付費家電的需要，適合家電類產品應用，避免接口擴展或模擬的麻煩。
為對本發(fā)明的結構特征及其功效有進一步了解，茲列舉具體實施例并結合附圖詳細說明如下。


圖1是現(xiàn)有射頻讀卡器的電路圖。
圖2是本發(fā)明具有雙接口射頻讀卡器的家電控制裝置中的雙接口射頻讀卡器的電路圖。
圖3是本發(fā)明具有雙接口射頻讀卡器的家電控制裝置中家電單片機采用同步串行通訊時，讀卡器接口與家電單片機接口連接圖。
圖4是本發(fā)明具有雙接口射頻讀卡器的家電控制裝置中家電單片機采用異步串行通訊時，讀卡器接口與家電單片機接口連接圖。
具體實施例方式
本發(fā)明為解決家電控制板的單片機沒有UART接口或UART接口不夠用的而無法與射頻讀卡器連接，而設置的具有雙接口射頻讀卡器的家電控制裝置。
圖2是本發(fā)明所提供的一種具有雙接口射頻讀卡器的家電控制裝置中的雙接口射頻讀卡器的電路圖，說述的具有雙接口射頻讀卡器的家電控制裝置包括射頻讀卡器和家電單片機控制板；所述的射頻讀卡器通過設于射頻讀卡器上的接口與家電控制板上連接單片機的接口相連接。所述的射頻讀卡器包括天線區(qū)1、器件區(qū)2’及設有電源正端、電源負端、公共信號接地端、異步串行傳輸接收端UART-TXD和異步串行傳輸發(fā)送端UART-RXD的接口；與現(xiàn)有技術的區(qū)別在于所述的接口為雙接口3’，其上除設有異步串行傳輸接收端UART-TXD和異步串行傳輸發(fā)送端UART-RXD的異步串行通訊口外，還設有同步串行傳輸接收端SPI-DATA和同步串行傳輸發(fā)送端SPI-CLK的同步串行通訊口。
所述的雙接口與所述設于射頻讀卡器上的單片機的連接如下接口上的VCC接單片機上的VDD，以連接電源正；接口上的信號公共端DGND與GND連接在單片機上的GND；接口上的同步串行傳輸接收端SPI-DATA通過電阻R1接單片機的SPI-DATA；接口上的同步串行傳輸發(fā)送端SPI-CLK通過電阻R2接單片機的SPI-CLK；接口上的異步串行傳輸接收端UART-TXD通過電阻R3接單片機的UART-TXD；接口上的異步串行傳輸發(fā)送端UART-RXD通過電阻R4接單片機的UART-RXD。
當家電控制板的單片機上的異步串行通訊口UART已被占用或無UART時，可用一般單片機上所具有的同步串行傳輸端SPI口，SPI(通用同步串行接口)是一種標準的接口型式，多數(shù)單片機包含這個接口。此時，所述的家電控制板的單片機的與家電控制板上的接口按公知規(guī)定技術連接如下接口上的VCC接單片機上的VDD，以連接電源正；接口上的信號公共端DGND與GND連接在單片機上的GND；接口上的同步串行傳輸接收端SPI-DATA通過電阻接單片機的SPI-DATA；接口上的同步串行傳輸發(fā)送端SPI-CLK通過電阻接單片機的SPI-CLK。
當采用家電控制板的單片機上的同步串行傳輸SPI口進行通訊時，所述的設于家電控制板上的接口與家電控制板的單片機的連接如下接口上的VCC接單片機上的VDD，以連接電源正；接口上的信號公共端DGND與GND連接在單片機上的GND；接口上的異步串行傳輸接收端UART-TXD通過電阻接單片機的UART-TXD；接口上的異步串行傳輸發(fā)送端UART-RXD通過電阻接單片機的UART-RXD。
當家電控制板的單片機上的異步串行通訊口UART可以使用時，所述的射頻讀卡器上的接口與所述的家電控制板上連接單片機的接口的連接按公知規(guī)定連接，其中射頻讀卡器接口的VCC接家電控制板接口的VCC；
射頻讀卡器接口的DGND與GND連接在一起接家電控制板接口的DGND與GND；射頻讀卡器接口的同步串行傳輸接收端UART-TXD接家電控制板接口的同步串行傳輸接收端UART-RXD；射頻讀卡器接口的同步串行傳輸接收端UART-RXD接家電控制板接口的同步串行傳輸接收端UART-TXD。
當家電控制板的單片機上的異步串行通訊口UART已被占用或無UART時，而又無同步串行傳輸端SPI口，此時，可以采用一般的IO口進行模擬處理，對于這種接口方式，軟件模擬處理占用單片機資源比模擬異步串行通訊口UART要少，而且能實現(xiàn)較高速度的串行通訊。此時，所述的設于家用電器上的接口與家用電器控制板的單片機接口的連接如下接口上的VCC接單片機上的VDD，以連接電源正；接口上的信號公共端DGND與GND連接在單片機上的GND；接口上的同步串行傳輸接收端SPI-DATA通過電阻接單片機的IO1口；接口上的同步串行傳輸發(fā)送端SPI-CLK通過電阻接單片機的IO2口。
而所述的射頻讀卡器上的接口與所述的家電控制板上連接單片機的接口的連接如下射頻讀卡器接口的VCC接家電控制板接口的VCC；射頻讀卡器接口的DGND與GND連接在一起接家電控制板接口的DGND與GND；射頻讀卡器接口的同步串行傳輸接收端SPI-DATA接家電控制板接口的同步串行傳輸接收端SPI-DATA；射頻讀卡器接口的同步串行傳輸接收端SPI-CLK接家電控制板接口的同步串行傳輸接收端SPI-CLK。
無論是同步串行通訊還是異步串行通訊，所述的接口信號引腳經(jīng)過一個電阻連接到單片機對應的引腳上，連接電阻的目的是為了減少接口干擾對單片機的影響，能起到抗干擾和增加可靠性的作用，電阻一般選擇1K~5K歐姆。
VCC模塊電源正端，給模塊供電，需要外邊提供5V電源；GND模塊電源負端；DGND模塊通訊接口信號公共端，通常可以與GND連接在一起；SPI-DATA同步串行傳輸接口數(shù)據(jù)端，雙方傳輸數(shù)據(jù)收發(fā)端口，一方發(fā)送，另外一方為接收狀態(tài)，不能同時發(fā)送，一般為主從關系，本板工作在從方式，只有接收到家電控制板來的指令才會發(fā)出信息，同步傳輸?shù)乃俣瓤?，但為半雙工方式，一般傳輸速率為100000位/秒，當然，也可以根據(jù)需要可以調整為更低或更高的傳輸速率；SPI-CLK同步串行傳輸接口同步時鐘端；發(fā)出數(shù)據(jù)時，是以這個接口線的時鐘信號來同步的，在時鐘信號是上升沿和高電平時數(shù)據(jù)有效；UART-TXD異步串行傳輸?shù)陌l(fā)送端，本板通過這個口線發(fā)出異步串行數(shù)據(jù)，異步傳輸?shù)牟ㄌ芈蕿?800BPS(4800位/秒)，當然，也可以根據(jù)需要可以調整為更低或更高的傳輸速率；UART-RXD異步串行傳輸?shù)慕邮斩?，本板通過這個口線接收家電控制板來的異步串行數(shù)據(jù)，這個口線數(shù)據(jù)的傳輸波特率同樣為4800BPS(4800位/秒)，當然，也可以根據(jù)需要可以調整為更低或更高的傳輸速率；異步傳輸端口為全雙工方式，收發(fā)可以同時進行。
裝置使用連接關系如下本裝置通過這個口與家電控制板進行連接，連接方式如下采用SPI(同步串行傳輸)接口連接方式為異步傳輸?shù)膬蓷l線必須交叉連接，即家電的發(fā)送端連接本板的接收端，家電的接收端連接本板的發(fā)送端(參見圖3)。
本裝置的接口形式為圖中所示，實際使用時其接口順序可以交換，不影響使用。
本裝置的結構形式可以根據(jù)家電需要進行一些變化，例如板的形狀發(fā)生改變，區(qū)域分配發(fā)生變化等，均不影響使用。
圖中，SPI-DATA SPI-CLK為一種接口型式，UART-TXD UART-RXD為另外一種接口型式，采用這7線接口，包括了兩種接口型式，使用時除必須連接的VCC、GND、DGND外，另外二種接口型式只能選擇其一，不能同時使用。
SPI和UART均為標準接口方式。
權利要求
1.一種具有雙接口射頻讀卡器的家電控制裝置，包括射頻讀卡器和家電單片機控制板；所述的射頻讀卡器通過設于射頻讀卡器上的接口與家電控制板上連接單片機的接口相連接，所述的射頻讀卡器包括天線區(qū)、器件區(qū)及設有電源正端、電源負端、公共信號接地端、異步串行傳輸接收端UART-TXD和異步串行傳輸發(fā)送端UART-RXD的接口；其特征在于所述的接口為雙接口，其上還設有同步串行傳輸接收端SPI-DATA和同步串行傳輸發(fā)送端SPI-CLK。
2.根據(jù)權利要求1所述的具有雙接口射頻讀卡器的家電控制裝置，其特征在于所述的雙接口與設于射頻讀卡器上的單片機的連接是接口上的VCC接單片機上的VDD，以連接電源正；接口上的信號公共端DGND與GND連接在單片機上的GND；接口上的同步串行傳輸接收端SPI-DATA通過電阻R1接單片機的SPI-DATA；接口上的同步串行傳輸發(fā)送端SPI-CLK通過電阻R2接單片機的SPI-CLK；接口上的異步串行傳輸接收端UART-TXD通過電阻R3接單片機的UART-TXD；接口上的異步串行傳輸發(fā)送端UART-RXD通過電阻R4接單片機的UART-RXD。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的具有雙接口射頻讀卡器的家電控制裝置，其特征在于所述的設于家電控制板上的接口與家電控制板的單片機的連接如下接口上的VCC接單片機上的VDD，以連接電源正；接口上的信號公共端DGND與GND連接在單片機上的GND；接口上的同步串行傳輸接收端SPI-DATA通過電阻接單片機的SPI-DATA；接口上的同步串行傳輸發(fā)送端SPI-CLK通過電阻接單片機的SPI-CLK。
4.根據(jù)權利要求3所述的具有雙接口射頻讀卡器的家電控制裝置，其特征在于所述的射頻讀卡器上的接口與所述的家電控制板上連接單片機的接口的連接是射頻讀卡器接口的VCC接家電控制板接口的VCC；射頻讀卡器接口的DGND與GND連接在一起接家電控制板接口的DGND與GND；射頻讀卡器接口的同步串行傳輸接收端SPI-DATA接家電控制板接口的同步串行傳輸接收端SPI-DATA；射頻讀卡器接口的同步串行傳輸接收端SPI-CLK接家電控制板接口的同步串行傳輸接收端SPI-CLK。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的具有雙接口射頻讀卡器的家電控制裝置，其特征在于所述的設于家電控制板上的接口與家電控制板的單片機的連接如下接口上的VCC接單片機上的VDD，以連接電源正；接口上的信號公共端DGND與GND連接在一起接單片機上的GND；接口上的異步串行傳輸接收端UART-TXD通過電阻接單片機的UART-TXD；接口上的異步串行傳輸發(fā)送端UART-RXD通過電阻接單片機的UART-RXD。
6.根據(jù)權利要求5所述的具有雙接口射頻讀卡器的家電控制裝置，其特征在于所述的射頻讀卡器上的接口與所述的家電控制板上連接單片機的接口的連接是射頻讀卡器接口的VCC接家電控制板接口的VCC；射頻讀卡器接口的DGND與GND連接在一起接家電控制板接口的DGND與GND；射頻讀卡器接口的同步串行傳輸接收端UART-TXD接家電控制板接口的同步串行傳輸接收端UART-RXD；射頻讀卡器接口的同步串行傳輸接收端UART-RXD接家電控制板接口的同步串行傳輸接收端UART-TXD。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的具有雙接口射頻讀卡器的家電控制裝置，其特征在于所述的設于家用電器上的接口與家用電器控制板的單片機的連接如下接口上的VCC接單片機上的VDD，以連接電源正；接口上的信號公共端DGND與GND連接在單片機上的GND；接口上的同步串行傳輸接收端SPI-DATA通過電阻接單片機的IO1口；接口上的同步串行傳輸發(fā)送端SPI-CLK通過電阻接單片機的IO2口。
8.根據(jù)權利要求7所述的具有雙接口射頻讀卡器的家電控制裝置，其特征在于所述的射頻讀卡器上的接口與所述的家電控制板上連接單片機的接口的連接是射頻讀卡器接口的VCC接家電控制板接口的VCC；射頻讀卡器接口的DGND與GND連接在一起接家電控制板接口的DGND與GND；射頻讀卡器接口的同步串行傳輸接收端SPI-DATA接家電控制板接口的同步串行傳輸接收端SPI-DATA；射頻讀卡器接口的同步串行傳輸接收端SPI-CLK接家電控制板接口的同步串行傳輸接收端SPI-CLK。
全文摘要
一種具有雙接口射頻讀卡器的家電控制裝置，包括射頻讀卡器和家電單片機控制板；所述的射頻讀卡器通過設于射頻讀卡器上的接口與家電控制板上連接單片機的接口相連接，所述的射頻讀卡器包括天線區(qū)、器件區(qū)及設有電源正端、電源負端、公共信號接地端、異步串行傳輸接收端UART－TXD和異步串行傳輸發(fā)送端UART－RXD的接口；其特征在于所述的接口為雙接口，其上還設有同步串行傳輸接收端SPI－DATA和同步串行傳輸發(fā)送端SPI－CLK。可以適應各種單片機，對于沒有UART(異步串行收發(fā)單元)接口的單片機可以避免模擬串口的麻煩。兩種接口均可以采用半雙工UART接口，還可以實現(xiàn)全雙工方式，且速度快，效率高。
文檔編號G06F13/40GK101025781SQ200610008150
公開日2007年8月29日 申請日期2006年2月22日 優(yōu)先權日2006年2月22日
發(fā)明者姜德志, 吳楠, 黃靜莉 申請人:海爾集團公司, 青島海爾科技有限公司