專利名稱：一種含擴(kuò)展按鍵結(jié)構(gòu)的支付終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種擴(kuò)展按鍵的結(jié)構(gòu)，尤其是能通過這種按鍵擴(kuò)展結(jié)構(gòu)來解決現(xiàn)行支付終端設(shè)備中加密主控芯片的GPIO資源不足問題。
背景技術(shù)：
目前，公知的支付終端構(gòu)造是由加密主控芯片、外部FLASH存儲器、顯示屏、讀卡器座、鍋?zhàn)邪存I、蜂鳴器由電路板集成焊接組裝而成。內(nèi)部鍋?zhàn)邪存I是使用者正常操作支付終端的媒介，鍋?zhàn)邪存I的數(shù)量通常有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十個(gè)數(shù)字鍵另加取消”、“清除”、“確認(rèn)”、“0TP”六個(gè)功能鍵構(gòu)成，如

圖1(b)所示。一共十六個(gè)按鍵，而通常擴(kuò)展十六個(gè)按鍵的電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)是采用四乘四交叉陣列來實(shí)現(xiàn)。這樣下來，擴(kuò)展十六個(gè)按鍵需要占用八根加密主控芯片的GPIO管腳。而一般國內(nèi)主流加密主控芯片的GPIO管腳通常都不超過八個(gè)，由于加密主控芯片還需要更多的GPIO來擴(kuò)展其他功能(諸如顯示屏，蜂鳴器等)。因此造成了加密主控芯片的GPIO資源嚴(yán)重不足的困難。
目前，眾多的支付終端產(chǎn)品解決加密主控芯片GPIO數(shù)量不足的結(jié)構(gòu)通常是:外接GPIO擴(kuò)展芯片，比如采用Maxim公司的max7310、max7325,或philips公司的pcf8575c等器件。這些芯片的擴(kuò)展本身需要占用GPIO數(shù)量為2 4根，擴(kuò)展GPIO的數(shù)量4 16個(gè)不等。這些器件的加入直接造成支付終端產(chǎn)品的成本上升，產(chǎn)品體積增大，軟件編寫復(fù)雜度增加等諸多弊端。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的支付終端采用外擴(kuò)芯片獲取更多GPIO資源結(jié)構(gòu)的種種弊端，本實(shí)用新型在支付終端中采用了一種用三個(gè)GPIO擴(kuò)展十六按鍵的簡易結(jié)構(gòu)，簡潔低廉且能有效緩解加密主控的GPIO管腳的需求壓力。本實(shí)用新型提供一種含擴(kuò)展按鍵結(jié)構(gòu)的支付終端，包括外殼和內(nèi)置的集成電路板，在集成電路板上設(shè)置有加密主控芯片、三根引線、二極管、上拉電阻、鍋?zhàn)衅?，所述三根引線分別連接加密主控芯片的三根CPIO管腳，并與二極管、上拉電阻和鍋?zhàn)衅M合成擴(kuò)展電路。每根引線與四支二極管和…一支上拉電阻連接。所述鍋?zhàn)衅囊欢伺c二極管的陰極連接，另一端接地或接引線。所述鍋?zhàn)衅灿惺鶄€(gè)，每個(gè)鍋?zhàn)衅勒掌鋵?shí)現(xiàn)的功能與一支或兩支或三支二極管相連。所述鍋?zhàn)衅瑸闄C(jī)械按鍵鍋?zhàn)衅?，布置于集成電路板表層，十二支二極管與三支上拉電阻布置于集成電路板底層。該結(jié)構(gòu)電路在程序處理時(shí)，由加密主芯片(以下簡稱)首先向GPIOl GP103寫高電平，并讀入反饋電平。如果非全“1”，說明，KO K6中有鍵按下，此時(shí)可根據(jù)讀入的端口狀態(tài)判斷是鍵KO K6中的哪個(gè)被按下，如果讀入的結(jié)果全為“1”，則向GPIOl GP103輪流輸出低電平，再讀入，這樣就可根據(jù)另外兩根I/o線的狀態(tài)來判別是K7 K15中的哪一個(gè)鍵被按下。重復(fù)調(diào)用鍵盤處理子程序可將讀取的鍵值與上次的值進(jìn)行比較，直到兩次讀數(shù)相同為止，這樣即可消除按鍵抖動(dòng)所造成的誤讀。本實(shí)用新型的支付終端的外殼上還嵌設(shè)有一顯示屏，可以選用液晶顯示屏，也可以選用LED屏、等離子屏或其他材質(zhì)。集成電路板上還設(shè)置有晶體振蕩器，與加密主控芯片連接。集成電路板上還設(shè)置有SPI FLASH存儲芯片，與加密主控芯片連接。集成電路板上還設(shè)置有與加密主控芯片連接的USB接口和IC讀卡器座。集成電路板上還設(shè)置有與加密主控芯片連接的蜂鳴器。本實(shí)用新型的支付終端可以完全采用三個(gè)GPIO擴(kuò)展十六個(gè)按鍵。與現(xiàn)有技術(shù)相t匕，本實(shí)用新型的有益效果在于第一，不依靠外擴(kuò)芯片的方式擴(kuò)展GPI0，取而代之的是十二支廉價(jià)的二極管和三支上拉電阻，極大的降低了支付終端的制作成本；第二，由于采用S0D523類的微小封裝二極管，節(jié)約了電路板上大量的布板面積，使支付終端產(chǎn)品更加小巧；第三，與采用GPIO擴(kuò)展芯片方案相比，該方案極大的減少了按鍵驅(qū)動(dòng)的軟件復(fù)雜度，程序移植性好，健壯性強(qiáng)；第四，采用該方式擴(kuò)展十六個(gè)按鍵的邏輯簡單，穩(wěn)定可靠。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。圖1(a)是本實(shí)用新型支付終端整體側(cè)視圖；圖1 (b)是本實(shí)用新型支付終端整體主視圖；圖2是三個(gè)GPIO擴(kuò)展十六個(gè)按鍵的原理圖；圖3是本實(shí)用新型支付終端的結(jié)構(gòu)布局示意圖。其中1-顯示屏；2_公司LOGO ;3_按鍵；4_USB接口 ；5_IC卡插槽；6_絕緣外殼。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，但并不以此為限。如圖1(a)和圖1(b)所示，本實(shí)用新型包括顯示屏1、按鍵3、絕緣外殼6等，在絕緣外殼6上印刷有公司L0G02，在絕緣外殼6的側(cè)面還設(shè)置有USB接口 4和IC卡插槽5等。在絕緣外殼內(nèi)部，封裝有集成電路板，其上設(shè)置有加密主控芯片和擴(kuò)展電路，所述擴(kuò)展電路包括三根引線、十二支二極管、三支上拉電阻和十六支鍋?zhàn)衅?，用于將加密主控芯片的三個(gè)GPIO擴(kuò)展十六個(gè)按鍵，由于結(jié)構(gòu)關(guān)系，十六個(gè)機(jī)械按鍵鍋?zhàn)衅贾糜陔娐钒灞韺?，十二支二極管與三支電阻布置于電路板底層，其工作原理如圖2所示。三根引線分別與加密主控芯片的管腳GPIOl、GPI02、GPI03連接，使管腳GPIOl與二極管Dl、D4、D6、DlO的陽極連接，管腳GP102與二極管D2、D5、D8、Dll的陽極連接，管腳GP103與二極管D3、D4、D7、D12的陽極連接。[0032]Dl、D2、D3的陰極分別與鍋?zhàn)衅琄6、K5、K4串聯(lián)連接，D4、D5的陰極與鍋?zhàn)衅琄3串聯(lián)連接，D6、D7的陰極與鍋?zhàn)衅琄2串聯(lián)連接，D8、D9的陰極與鍋?zhàn)衅琄l串聯(lián)連接，D10、D1UD12的陰極與鍋?zhàn)衅琄O串聯(lián)連接；K0-K9的另一端接地。鍋?zhàn)衅琄7的一端與D8、D9的陰極串聯(lián)連接，與Kl并聯(lián)，另一端與GPIOl連接；鍋?zhàn)衅琄lO的一端與D6、D7的陰極串聯(lián)連接，與K2并聯(lián)，另一端與GPI02連接；鍋?zhàn)衅琄13的一端與D4、D5的陰極串聯(lián)連接，與K3并聯(lián)，另一端與GPI03連接；鍋?zhàn)衅琄ll的一端與D3的陰極串聯(lián)連接，與K4并聯(lián)，另一端與GPI02連接；鍋?zhàn)衅琄8的一端與D3的陰極串聯(lián)連接，與K4并聯(lián)，另一端與GPIOl連接；鍋?zhàn)衅琄14的一端與D2的陰極串聯(lián)連接，與K5并聯(lián)，另一端與GPI03連接；鍋?zhàn)衅琄9的一端與D2的陰極串聯(lián)連接，與K5并聯(lián)，另一端與GPIOl連接；鍋?zhàn)衅琄15的一端與Dl的陰極串聯(lián)連接，與K6并聯(lián)，另一端與GPI03連接；鍋?zhàn)衅琄12的一端與Dl的陰極串聯(lián)連接，與K6并聯(lián)，另一端與GPI02連接；GPI01、GPI02、GPI03分別接4. 7K上拉電阻，上拉至3. 3V電平。實(shí)施例一加密主控芯片向GPIOl GPI03寫高電平，并讀入反饋電平。若非全為“1”，判定KO K6中有鍵按下，此時(shí)根據(jù)讀入的端口狀態(tài)判斷鍵的狀態(tài)，判定被按下的是鍵K0，重復(fù)調(diào)用鍵盤處理子程序可將讀取的鍵值與上次的值進(jìn)行比較，直到兩次讀數(shù)相同為止，這樣即可消除按鍵抖動(dòng)所造成的誤讀。然后將該結(jié)果反饋給加密主芯片。KO被按下后的詳細(xì)描述加密主控芯片向GPIOf GPI03寫高電平，并讀入反饋電平。如果此時(shí)沒有鍵按下，則GPIOl GPI03都為高電平“I”。如果K(TK6中有一個(gè)按鍵按下，例如KO被按下，則D10、DlU D12這三個(gè)二極管將正向?qū)?，根?jù)二極管的鉗壓特性，在DIO、DlU D12的陽極，SPGPIOf GPI03的電平將被鉗壓在0. 7V(低電平范圍)，邏輯上將被認(rèn)做“O”。此時(shí)加密主控芯片讀入GPI0fGPI03的電平邏輯值為全“O”。則此時(shí)按鍵值為O。K1-K6的判定方法類似，故不再贅述。實(shí)施例二加密主控芯片向GPIOl GPI03寫高電平，并讀入反饋電平。若全為“1”，則判定KO K6中沒有鍵按下，然后則向GPIOl GPI03輪流輸出低電平，再讀入，根據(jù)另外兩根I/O線的狀態(tài)來判別是K7 K15中的哪一個(gè)鍵被按下。Kll被按下后的詳細(xì)描述加密主控芯片向GPI0fGPI03寫高電平，并讀入反饋電平。如果此時(shí)沒有鍵按下，則GPI01 GPI03都為高電平“I”。如果K(TK6中有一個(gè)按鍵按下則GPI01 GPI03不全為高電平“I”。如果K7115中有一個(gè)鍵按下，例如Kll被按下，加密主控芯片第一次讀取GPIOfGPI03電平時(shí)為全“1”，此時(shí)加密主控芯片將進(jìn)行第二次掃描讀取。進(jìn)行第二次掃描時(shí)，加密主控芯片輪流將GPIOf GPI03中的一根線寫入低電平，其他兩個(gè)GPIO寫入高電平。這樣，Kll被按下，當(dāng)GP102寫入“0”，GPIOl與GP103寫入“I”時(shí)，則D3 二極管正向?qū)?，根?jù)二極管的鉗壓特性，在D3的陽極，即GPI03這根線上的電平將被鉗壓在0. 7V(低電平范圍)，邏輯上被認(rèn)做“O”。此時(shí)加密主控芯片讀入GPI0fGPI03的電平邏輯值為“1”，“0”，“O”。如果沒有Kll按下，則讀入的GPIOfGPI03的電平邏輯值為“1”，“0”，“1”。據(jù)此，可以判斷出Kll是否被按下。Κ7 (15的判定方法類似，故不再贅述。重復(fù)調(diào)用鍵盤處理子程序?qū)⒆x取的鍵值與上次的值進(jìn)行比較，直到兩次讀數(shù)相同為止，然后將該結(jié)果反饋給加密主芯片。加密主控芯片通過主動(dòng)掃描GPIO方式來獲取按鍵的實(shí)時(shí)狀態(tài)，通過代碼中涉及的組合邏輯關(guān)系，得到當(dāng)前鍵值。在集成電路板上，還可設(shè)置有晶體振蕩器、存儲芯片(用于存儲字庫信息，可以保存國標(biāo)字庫)、IC讀卡器接口芯片(專用于接觸式IC卡管理)、蜂鳴器等，USB接口和IC讀卡器座可以將該支付終端與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和銀行系統(tǒng)連接；蜂鳴器可以在支付終端的程序運(yùn)行出錯(cuò)時(shí)報(bào)警。連接關(guān)系如圖3所示。本實(shí)用新型雖以實(shí)施例揭露如上，然而其僅為范例參考而非用來限定本實(shí)用新型的范圍，任何熟習(xí)此項(xiàng)技藝者，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做些許的更動(dòng)與潤飾。因此上述實(shí)施例并非用來限定本實(shí)用新型的范圍，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)?！?br> 權(quán)利要求1.一種含擴(kuò)展按鍵結(jié)構(gòu)的支付終端，包括外殼和內(nèi)置的集成電路板，其特征在于，在集成電路板上設(shè)置有加密主控芯片、三根引線、二極管、上拉電阻、鍋?zhàn)衅鋈€分別連接加密主控芯片的三根CPIO管腳，并與二極管、上拉電阻和鍋?zhàn)衅M合成擴(kuò)展電路。
2.如權(quán)利要求1所述的含擴(kuò)展按鍵結(jié)構(gòu)的支付終端，其特征在于，所述每根引線與四支二極管和一支上拉電阻連接。
3.如權(quán)利要求1所述的含擴(kuò)展按鍵結(jié)構(gòu)的支付終端，其特征在于，所述鍋?zhàn)衅囊欢伺c二極管的輸出端連接， 另一端接地或接引線。
4.如權(quán)利要求1所述的含擴(kuò)展按鍵結(jié)構(gòu)的支付終端，其特征在于，所述鍋?zhàn)衅灿惺鶄€(gè)，每個(gè)鍋?zhàn)衅c一支或兩支或三支二極管相連。
5.如權(quán)利要求1所述的含擴(kuò)展按鍵結(jié)構(gòu)的支付終端，其特征在于，所述鍋?zhàn)衅瑸闄C(jī)械按鍵鍋?zhàn)衅?br> 6.如權(quán)利要求1所述的含擴(kuò)展按鍵結(jié)構(gòu)的支付終端，其特征在于，所述鍋?zhàn)衅贾糜诩呻娐钒灞韺?，二極管和上拉電阻布置于集成電路板底層。
7.如權(quán)利要求1所述的含擴(kuò)展按鍵結(jié)構(gòu)的支付終端，其特征在于，所述外殼上還嵌設(shè)有一顯示屏。
8.如權(quán)利要求1所述的含擴(kuò)展按鍵結(jié)構(gòu)的支付終端，其特征在于，所述集成電路板上還設(shè)置有與加密主控芯片連接的晶體振蕩器、SPI FLASH存儲芯片。
9.如權(quán)利要求1所述的含擴(kuò)展按鍵結(jié)構(gòu)的支付終端，其特征在于，所述集成電路板上還設(shè)置有與加密主控芯片連接的USB接口和IC讀卡器座。
10.如權(quán)利要求1所述的含擴(kuò)展按鍵結(jié)構(gòu)的支付終端，其特征在于，所述集成電路板上還設(shè)置有與加密主控芯片連接的蜂鳴器。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種含擴(kuò)展按鍵結(jié)構(gòu)的支付終端，包括外殼和內(nèi)置的集成電路板，在集成電路板上通過三根引線引出加密主控芯片的三根管腳，與十二支二極管、三支上拉電阻和十六個(gè)鍋?zhàn)衅瑯?gòu)成擴(kuò)展電路，在引出的三根管腳上通過周期性掃描電平，判定鍋?zhàn)衅臓顟B(tài)，確保十六個(gè)鍋?zhàn)衅墓δ苷?shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，體積小巧，易于制作，穩(wěn)定可靠，且具備良好的移植性。
文檔編號G07F7/02GK202916908SQ201220577799
公開日2013年5月1日 申請日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月5日
發(fā)明者肖隆騰 申請人:北京神州龍芯集成電路設(shè)計(jì)有限公司