基于ad采樣的磁條卡解碼電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供基于AD采樣的磁條卡解碼電路，包括磁頭、波形放大電路、AD轉(zhuǎn)換電路，所述的磁頭與波形放大電路連接，所述的波形放大電路和AD轉(zhuǎn)換電路連接。本發(fā)明具有電路簡單，成本低的優(yōu)點(diǎn)，解決現(xiàn)有磁條卡解碼成本高的問題。
【專利說明】基于AD采樣的磁條卡解碼電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磁條卡信號(hào)解碼領(lǐng)域，尤其涉及基于AD采樣的磁條卡解碼電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在POS支付領(lǐng)域，對(duì)于磁條卡信號(hào)的讀取與解碼是必不可少的，磁條卡通過磁道與磁頭的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電流信號(hào)，電子產(chǎn)品需要將這微弱的電流信號(hào)解碼成數(shù)字符號(hào)。
[0003]現(xiàn)有的類似的實(shí)現(xiàn)方案有使用專用的解碼芯片進(jìn)行解碼，具體做法是磁頭的三路信號(hào)直接連接到解碼芯片對(duì)應(yīng)的管腳，解碼芯片直接解出磁卡的數(shù)字信號(hào)‘0’和‘1’，從相應(yīng)的管腳輸出，雖然電路簡單，但現(xiàn)有的解碼芯片成本都很高，一般的芯片也要十五塊左右，好點(diǎn)的要二三十塊，對(duì)于一個(gè)電子產(chǎn)品來說這一模塊成本占整機(jī)成本比重太大，特別是對(duì)于那些售價(jià)較低的電子支付產(chǎn)品來說成本太高，而且其維護(hù)性較差。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)公開了一種磁條卡解碼電路，見申請(qǐng)?zhí)枮?01320177677.3，
【公開日】為20130911的中國專利，其主要是用分立元件將磁條卡信號(hào)放大，濾波，整形成脈寬不同的方波信號(hào)，再根據(jù)脈寬解碼成數(shù)字信號(hào)‘0’和‘I’。雖然此專利在一定程度上降低了成本，但是其電路組成較為復(fù)雜，包括濾波，放大，整形電路，而在實(shí)際應(yīng)用中僅該磁卡解碼電路就要占掉電路板很大部分的面積，這就又增加了生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，在于提供基于AD采樣的磁條卡解碼電路。解決現(xiàn)有磁條卡解碼成本高的問題。
[0006]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0007]基于AD采樣的磁條卡解碼電路，包括磁頭、波形放大電路、AD轉(zhuǎn)換電路，所述的磁頭與波形放大電路連接，所述的波形放大電路和AD轉(zhuǎn)換電路連接。
[0008]進(jìn)一步地，所述波形放大電路包括參考電壓電路和差分放大電路，所述的參考電壓電路與差分放大電路連接，所述的差分放大電路與磁頭和AD轉(zhuǎn)換電路連接。
[0009]進(jìn)一步地，所述的差分放大電路中，電阻Rl的一端與電阻R2的一端和磁頭連接，電阻Rl的另一端與電阻R3的一端和磁頭連接，電阻R2的另一端與電阻R4的一端和運(yùn)算放大器Ul的正相輸入端連接，電阻R4的另一端與參考電壓電路連接，電阻R3的另一端與電阻R5的一端和運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端連接，電阻R5的一端與運(yùn)算放大器Ul的輸出端連接。
[0010]進(jìn)一步地，所述的參考電壓電路中，電阻R6的一端與電源正端連接，電阻R6的另一端與電阻R7的一端、電容Cl的一端和運(yùn)算放大器U2的正相輸入端連接，電阻R7的另一端和電容Cl的另一端接地，運(yùn)算放大器U2的反相輸入端與運(yùn)算放大器U2的輸出端和差分放大電路連接。
[0011]進(jìn)一步地，所述的AD轉(zhuǎn)換電路包括帶AD采樣的MCU。
[0012]以及本發(fā)明提供一種應(yīng)用于上述的磁條卡解碼電路的解碼方法，包括如下步驟:[0013]每隔一個(gè)固定的時(shí)間，對(duì)磁條卡解碼電路采集到的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行上升或下降的判斷，連續(xù)記錄波形數(shù)據(jù)中每個(gè)持續(xù)上升或下降的波形數(shù)據(jù)占用所述固定的時(shí)間的個(gè)數(shù)，根據(jù)磁頭的編碼規(guī)則進(jìn)行如下解碼:每個(gè)持續(xù)上升或下降的波形數(shù)據(jù)占用所述固定的時(shí)間的個(gè)數(shù)較多的記為O、較少的記為I。
[0014]進(jìn)一步地，所述的對(duì)磁條卡解碼電路采集到的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行上升或下降的判斷，連續(xù)記錄波形數(shù)據(jù)中每個(gè)持續(xù)上升或下降的波形數(shù)據(jù)占用所述固定的時(shí)間的個(gè)數(shù)，具體為:
[0015]步驟10:算得波形數(shù)據(jù)最大值和最小值的差值，記最小值和所述差值的四分之一的和為下限值，記最小值和所述差值的四分之三為上限值，清零上升標(biāo)識(shí)位；
[0016]步驟20:清零波形計(jì)數(shù)；
[0017]步驟30:判斷新采集到的波形數(shù)據(jù)是否大于等于下限值且上升標(biāo)識(shí)位為I ;如果是則進(jìn)入步驟40 ;如果否則進(jìn)入步驟60 ；
[0018]步驟40:波形計(jì)數(shù)加1，判斷所述采集到的波形數(shù)據(jù)是否大于上限值；如果否則進(jìn)入步驟30 ;如果是則進(jìn)入步驟50 ；
[0019]步驟50:則將波形計(jì)數(shù)結(jié)果記為一個(gè)持續(xù)上升的波形數(shù)據(jù)占用所述固定的時(shí)間的個(gè)數(shù)，清零上升標(biāo)識(shí)位；返回步驟20 ；
[0020]步驟60:判斷所述采集到的波形數(shù)據(jù)是否小于上限值且上升標(biāo)識(shí)位為0，如果是則進(jìn)入步驟70，如果否則進(jìn)入步驟30 ；
[0021]步驟70:波形計(jì)數(shù)加1，判斷所述采集到的波形數(shù)據(jù)是否小于下限值，如果是則進(jìn)入步驟80 ;如果否則進(jìn)入步驟60 ；
[0022]步驟80:則將波形計(jì)數(shù)結(jié)果記為一個(gè)持續(xù)下降的波形數(shù)據(jù)占用所述固定的時(shí)間的個(gè)數(shù)，置位上升標(biāo)識(shí)位；返回步驟20。
[0023]進(jìn)一步地，所述的固定的時(shí)間為10us。
[0024]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):不降低解碼正確率和刷卡速度域，且成本更低，電路更簡單。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0026]圖1為本發(fā)明的電路圖。
[0027]圖2為本發(fā)明的解碼過程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]請(qǐng)參閱圖1到圖2所示，以下將對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0029]如圖1所示，基于AD采樣的磁條卡解碼電路，包括磁頭1、波形放大電路2、AD轉(zhuǎn)換電路3，磁頭I與波形放大電路2連接，波形放大電路2和AD轉(zhuǎn)換電路3連接。磁頭I用于采集磁條卡的信號(hào)，波形放大電路2采用一級(jí)放大電路對(duì)磁頭I采集到的信號(hào)進(jìn)行放大，AD轉(zhuǎn)換電路3用于波形放大電路2放大后的信號(hào)進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。則AD轉(zhuǎn)換電路3的輸出后，可以對(duì)輸出后的信號(hào)進(jìn)行解碼，即可得到磁條卡的數(shù)據(jù)。[0030]波形放大電路2相對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員具有多種的實(shí)現(xiàn)方式，優(yōu)選地，波形放大電路2包括參考電壓電路21和差分放大電路22，參考電壓電路21與差分放大電路22連接，差分放大電路22與磁頭I和AD轉(zhuǎn)換電路3連接。參考電壓電路21為差分放大電路22提供參考電壓，差分放大電路22用于將參考電壓和磁頭I的信號(hào)進(jìn)行比較放大。
[0031]具體地，差分放大電路22中，電阻Rl的一端與電阻R2的一端和磁頭連接，電阻Rl的另一端與電阻R3的一端和磁頭連接，電阻R2的另一端與電阻R4的一端和運(yùn)算放大器Ul的正相輸入端連接，電阻R4的另一端與參考電壓電路21連接，電阻R3的另一端與電阻R5的一端和運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端連接，電阻R5的一端與運(yùn)算放大器Ul的輸出端連接。電阻Rl用于將磁頭I的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，運(yùn)算放大器Ul通過對(duì)電壓進(jìn)行差分放大，得到放大后的信號(hào)。
[0032]參考電壓電路21可以由專門的參考電壓芯片提供，考慮成本的問題，優(yōu)選地，參考電壓電路21中，電阻R6的一端與電源正端連接，電阻R6的另一端與電阻R7的一端、電容Cl的一端和運(yùn)算放大器U2的正相輸入端連接，電阻R7的另一端和電容Cl的另一端接地，運(yùn)算放大器U2的反相輸入端與運(yùn)算放大器U2的輸出端和差分放大電路連接。參考電壓電路21中通過R6和R7進(jìn)行分壓，再通過運(yùn)算放大器U2輸出參考電壓。
[0033]AD轉(zhuǎn)換電路3可以為包括AD轉(zhuǎn)換芯片的電路，而后輸出后面再接一個(gè)處理器，其中AD轉(zhuǎn)換芯片應(yīng)該采用轉(zhuǎn)換速度較快的芯片。綜合成本和電路面積的考慮，可以采用帶AD采樣的MCU。
[0034]以及為了實(shí)現(xiàn)對(duì)AD轉(zhuǎn)換電路3的輸出的解碼，本發(fā)明提供一種應(yīng)用于上述的磁條卡解碼電路的解碼方法，包括如下步驟:
[0035]每隔一個(gè)固定的時(shí)間，對(duì)磁條卡解碼電路采集到的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行上升或下降的判斷，連續(xù)記錄波形數(shù)據(jù)中每個(gè)持續(xù)上升或下降的波形數(shù)據(jù)占用所述固定的時(shí)間的個(gè)數(shù)，根據(jù)磁頭的編碼規(guī)則進(jìn)行如下解碼:每個(gè)持續(xù)上升或下降的波形數(shù)據(jù)占用所述固定的時(shí)間的個(gè)數(shù)較多的記為O、較少的記為I。
[0036]根據(jù)磁條卡編碼規(guī)范，如果在一個(gè)周期內(nèi)只有上升沿或者下降沿，那么該周期表示數(shù)字信號(hào)0，如果在一個(gè)周期內(nèi)即有上升沿也有下降沿，且上升沿和下降沿各占該周期的一半，那么該周期表示數(shù)字信號(hào)1，該周期由磁卡前端或者末端導(dǎo)碼所得，因此根據(jù)每個(gè)上升或者下降的波形所占用的時(shí)間長短即可判斷出數(shù)字信號(hào)，占用時(shí)間長的時(shí)間為占用時(shí)間短的時(shí)間的兩倍，在這邊占用時(shí)間長的為O信號(hào)，占用時(shí)間短的為I信號(hào)。使用固定的時(shí)間采集數(shù)據(jù)，則時(shí)間長的波形占用的采集次數(shù)也多，根據(jù)采集次數(shù)即可對(duì)波形占用時(shí)間長短進(jìn)行判斷。由于時(shí)間長與時(shí)間短的差別較大，則每個(gè)波形的采集次數(shù)不用十分準(zhǔn)確即可判斷出波形具體為時(shí)間長還是時(shí)間短的。
[0037]對(duì)磁條卡解碼電路采集到的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行上升或下降的判斷可以采用將后面采集的數(shù)據(jù)與前面采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，后面的數(shù)據(jù)大于前面采集的數(shù)據(jù)則是上升波形，后面的數(shù)據(jù)小于前面采集的數(shù)據(jù)則是下降波形。優(yōu)選地，可以采用下面的方法進(jìn)行:
[0038]步驟10:算得波形數(shù)據(jù)最大值和最小值的差值，記最小值和所述差值的四分之一的和為下限值，記最小值和所述差值的四分之三為上限值，清零上升標(biāo)識(shí)位；
[0039]步驟20:清零波形計(jì)數(shù)；
[0040]步驟30:判斷新采集到的波形數(shù)據(jù)是否大于等于下限值且上升標(biāo)識(shí)位為I ;如果是則進(jìn)入步驟40 ;如果否則進(jìn)入步驟60 ；
[0041]步驟40:波形計(jì)數(shù)加1，判斷所述采集到的波形數(shù)據(jù)是否大于上限值；如果否則進(jìn)入步驟30 ;如果是則進(jìn)入步驟50 ；
[0042]步驟50:則將波形計(jì)數(shù)結(jié)果記為一個(gè)持續(xù)上升的波形數(shù)據(jù)占用所述固定的時(shí)間的個(gè)數(shù)，清零上升標(biāo)識(shí)位；返回步驟20 ；
[0043]步驟60:判斷所述采集到的波形數(shù)據(jù)是否小于上限值且上升標(biāo)識(shí)位為0，如果是則進(jìn)入步驟70，如果否則進(jìn)入步驟30 ；
[0044]步驟70:波形計(jì)數(shù)加1，判斷所述采集到的波形數(shù)據(jù)是否小于下限值，如果是則進(jìn)入步驟80 ;如果否則進(jìn)入步驟60 ；
[0045]步驟80:則將波形計(jì)數(shù)結(jié)果記為一個(gè)持續(xù)下降的波形數(shù)據(jù)占用所述固定的時(shí)間的個(gè)數(shù)，置位上升標(biāo)識(shí)位；返回步驟20。
[0046]以上方法即可得到上升波形和下降波形的時(shí)間，即可解碼出數(shù)字O和I。上述固定的時(shí)間可以采用較小的時(shí)間，但是過小的時(shí)間占用較多的處理資源，優(yōu)選的固定的時(shí)間為IOus0
[0047]綜上，本發(fā)明僅使用一級(jí)放大電路將磁卡原始波形放大，使用軟件AD解碼算法，用軟件處理代替了復(fù)雜的整形電路，僅需兩個(gè)運(yùn)放及帶AD轉(zhuǎn)換功能的MCU便可實(shí)現(xiàn)解碼，電路簡單，成本低。
[0048]雖然以上描述了本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但是熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，我們所描述的具體的實(shí)施例只是說明性的，而不是用于對(duì)本發(fā)明的范圍的限定，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在依照本發(fā)明的精神所作的等效的修飾以及變化，都應(yīng)當(dāng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求所保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.基于AD采樣的磁條卡解碼電路，其特征在于:包括磁頭、波形放大電路、AD轉(zhuǎn)換電路，所述的磁頭與波形放大電路連接，所述的波形放大電路和AD轉(zhuǎn)換電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于AD采樣的磁條卡解碼電路，其特征在于:所述波形放大電路包括參考電壓電路和差分放大電路，所述的參考電壓電路與差分放大電路連接，所述的差分放大電路與磁頭和AD轉(zhuǎn)換電路連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于AD采樣的磁條卡解碼電路，其特征在于:所述的差分放大電路中，電阻Rl的一端與電阻R2的一端和磁頭連接，電阻Rl的另一端與電阻R3的一端和磁頭連接，電阻R2的另一端與電阻R4的一端和運(yùn)算放大器Ul的正相輸入端連接，電阻R4的另一端與參考電壓電路連接，電阻R3的另一端與電阻R5的一端和運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端連接，電阻R5的一端與運(yùn)算放大器Ul的輸出端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于AD采樣的磁條卡解碼電路，其特征在于:所述的參考電壓電路中，電阻R6的一端與電源正端連接，電阻R6的另一端與電阻R7的一端、電容Cl的一端和運(yùn)算放大器U2的正相輸入端連接，電阻R7的另一端和電容Cl的另一端接地，運(yùn)算放大器U2的反相輸入端與運(yùn)算放大器U2的輸出端和差分放大電路連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于AD采樣的磁條卡解碼電路，其特征在于:所述的AD轉(zhuǎn)換電路包括帶AD采樣的MCU。
6.一種應(yīng)用于如權(quán)利要求1到5任一所述的磁條卡解碼電路的解碼方法，其特征在于:包括如下步驟: 每隔一個(gè)固定的時(shí)間，對(duì)磁條卡解碼電路采集到的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行上升或下降的判斷，連續(xù)記錄波形數(shù)據(jù)中每個(gè)持續(xù)上升或下降的波形數(shù)據(jù)占用所述固定的時(shí)間的個(gè)數(shù)，根據(jù)磁頭的編碼規(guī)則進(jìn)行如下解碼:每個(gè)持續(xù)上升或下降的波形數(shù)據(jù)占用所述固定的時(shí)間的個(gè)數(shù)較多的記為O、較少的記為I。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種`解碼方法，其特征在于:所述的對(duì)磁條卡解碼電路采集到的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行上升或下降的判斷，連續(xù)記錄波形數(shù)據(jù)中每個(gè)持續(xù)上升或下降的波形數(shù)據(jù)占用所述固定的時(shí)間的個(gè)數(shù)，具體為: 步驟10:算得波形數(shù)據(jù)最大值和最小值的差值，記最小值和所述差值的四分之一的和為下限值，記最小值和所述差值的四分之三為上限值，清零上升標(biāo)識(shí)位； 步驟20:清零波形計(jì)數(shù)； 步驟30:判斷新采集到的波形數(shù)據(jù)是否大于等于下限值且上升標(biāo)識(shí)位為I ;如果是則進(jìn)入步驟40 ;如果否則進(jìn)入步驟60 ； 步驟40:波形計(jì)數(shù)加1，判斷所述采集到的波形數(shù)據(jù)是否大于上限值；如果否則進(jìn)入步驟30 ;如果是則進(jìn)入步驟50 ； 步驟50:則將波形計(jì)數(shù)結(jié)果記為一個(gè)持續(xù)上升的波形數(shù)據(jù)占用所述固定的時(shí)間的個(gè)數(shù)，清零上升標(biāo)識(shí)位；返回步驟20 ； 步驟60:判斷所述采集到的波形數(shù)據(jù)是否小于上限值且上升標(biāo)識(shí)位為0，如果是則進(jìn)入步驟70，如果否則進(jìn)入步驟30 ； 步驟70:波形計(jì)數(shù)加1，判斷所述采集到的波形數(shù)據(jù)是否小于下限值，如果是則進(jìn)入步驟80;如果否則進(jìn)入步驟60; 步驟80:則將波形計(jì)數(shù)結(jié)果記為一個(gè)持續(xù)下降的波形數(shù)據(jù)占用所述固定的時(shí)間的個(gè)數(shù)，置位上升標(biāo)識(shí)位；返回步驟20。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種解碼方法，其特征在于:所述的固定的時(shí)間為10us。
【文檔編號(hào)】G06K7/10GK103617408SQ201310586193
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】黃添福, 彭慧娟 申請(qǐng)人:福建鑫諾通訊技術(shù)有限公司