本實用新型涉及手持終端技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于手持終端的串口轉(zhuǎn)ISO7816協(xié)議的轉(zhuǎn)換裝置。

背景技術(shù)：

隨著移動信息化水平的逐步的提高，國內(nèi)陸續(xù)出現(xiàn)多種類型的數(shù)據(jù)輸入/采集手持終端產(chǎn)品，具有語音呼叫、條碼掃描、GPS定位、拍照等功能，自身帶有電池，可以移動使用，便于攜帶，受到不同行業(yè)領(lǐng)域的青睞和應(yīng)用。

手持終端是指具有以下幾種特性的便于攜帶的數(shù)據(jù)處理終端：1)、具有數(shù)據(jù)存儲及計算能力(一般有操作系統(tǒng)，如WINDOWS Mobile6.1/6.5 WinCE5.0/6.0、LINUX、Android等)；2)、可進行二次開發(fā)；3)、能與其他設(shè)備進行數(shù)據(jù)通訊；4)、有人機界面，具體而言要有顯示和輸入功能；5)、電池供電。

集成電路卡(Intergrated Circuit Card)簡稱IC卡，它是由一個信用卡大小的塑料卡上封裝一個或多個集成電路芯片所構(gòu)成?？ㄉ霞呻娐沸酒ㄟ^卡片表面的接觸電極與外界通信。芯片上一般帶有一定容量的存儲器，并具有實現(xiàn)運算和數(shù)據(jù)保護的邏輯電路。

IC卡主要用于做身份鑒別、保密數(shù)據(jù)存取和金融領(lǐng)域，是光電卡和 磁卡的替代產(chǎn)品，是未來卡片產(chǎn)品發(fā)展的趨勢。IC卡做為一種通用元件，具備跨國使用、跨行業(yè)使用的特點，其推廣需要相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織于1988～1993年間公布了有關(guān)接觸式IC卡的ISO7816標(biāo)準(zhǔn)，主要規(guī)定了以下內(nèi)容：

7816-1：卡的物理特性；

7816-2：卡的觸點大小與位置；

7816-3：卡的通信協(xié)議；

7816-4：用于國際交換的行業(yè)命令；

7816-5：應(yīng)用標(biāo)識符的編號系統(tǒng)和注冊過程。

在ISO7816-3接觸型集成電路卡的通信協(xié)議中，規(guī)定了電源及信號的端口分布以及IC卡和接口設(shè)備之間的信息交換，包括信號頻率、電壓電平、電流值、奇偶校驗協(xié)定、操作過程、傳送機制以及接口設(shè)備與IC卡之間的通信協(xié)定等。ISO7816-3中定義的傳輸協(xié)議包括：同步傳輸協(xié)議和異步傳輸協(xié)議。同步傳輸協(xié)議規(guī)定I/O上的信息由時鐘信號CLK進行同步，目前適用于保密邏輯卡。異步傳輸協(xié)議規(guī)定I/O上的信息用字符或塊的方式傳送，該協(xié)議適用于內(nèi)含微處理器的智能卡。

為響應(yīng)國家電網(wǎng)公司智能電網(wǎng)信息化建設(shè)的工作方針，各地電力公司為解決用電信息采集設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、輸電線路工作中的信息互通、回傳等問題，需要通過工業(yè)手持?jǐn)?shù)據(jù)采集終端采集智能電表數(shù)據(jù)信息，現(xiàn)場圖像、現(xiàn)場位置、條碼信息等。以便輕松而高效率的完成各項工作，同時更能精確的統(tǒng)計電力用戶用電信息數(shù)據(jù)。

然而目前的手持終端產(chǎn)品，多數(shù)為只有串口和普通IO口。在新的國家電網(wǎng)智能終端相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定了通過專門的加密芯片來保證設(shè)備數(shù)據(jù)安全性的方法，而設(shè)備主控單元與加密芯片采用了廣泛應(yīng)用的ISO7816通 訊協(xié)議。因此，現(xiàn)有技術(shù)的手持終端產(chǎn)品不支持ISO7816通訊協(xié)議，將無法直接讀到ESAM(Embedded Secure Access Module嵌入式安全控制模塊)的數(shù)據(jù)。

公告號為CN 2842892Y的中國專利(專利名稱為：一種通過串口實現(xiàn)ISO7816協(xié)議的電路；申請日為：2005.11.9；)公開了一種通過串口實現(xiàn)ISO7816協(xié)議的電路，如圖1所示，包括：

一主控芯片，連接一外部的串口電路，通過該串口電路與PC機或其他宿主機的串口通訊連接；該主控制芯片還通過ISO7816協(xié)議連接一IC卡電路，該IC卡電路用于讀取IC卡；所述主控制芯片為ARM芯片、DSP或MCU帶串行接口的芯片。該實用新型電路實現(xiàn)了一種基于PC機或其他宿主機通過RS232串口對設(shè)備實現(xiàn)ISO7816協(xié)議的操作，其實現(xiàn)簡單，可靠性高。但是，該電路通過轉(zhuǎn)換芯片完成，實用成本高，實現(xiàn)復(fù)雜。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于一種用于手持終端的串口轉(zhuǎn)ISO7816協(xié)議的轉(zhuǎn)換裝置，以實現(xiàn)串口與ISO7816協(xié)議的轉(zhuǎn)換。

本實用新型提供的一種用于手持終端的串口轉(zhuǎn)ISO7816協(xié)議的轉(zhuǎn)換裝置，包括：手持終端CPU、電平轉(zhuǎn)換電路、收發(fā)切換電路、ESAM芯片和時鐘電路；

手持終端CPU的收發(fā)控制切換引腳通過電平轉(zhuǎn)換電路與收發(fā)切換電路連接；

手持終端CPU的串口發(fā)送引腳和串口接收引腳通過收發(fā)切換電路與ESAM芯片的IO端口連接；

時鐘電路與ESAM芯片的時鐘信號端口連接。

優(yōu)選地，手持終端CPU的復(fù)位引腳通過電平轉(zhuǎn)換電路與ESAM芯片的復(fù)位端口連接。復(fù)位電路的設(shè)置，增加了系統(tǒng)的可靠性。

優(yōu)選地，所述收發(fā)切換電路為三態(tài)門電路。

優(yōu)選地，所述三態(tài)門電路包括三個門電路，以實現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)換。

優(yōu)選地，所述電平轉(zhuǎn)換電路采用芯片SP3232EEA實現(xiàn)。

優(yōu)選地，所述電平轉(zhuǎn)換電路為OC門芯片。

OC門芯片連接有上拉電阻，如果OC門芯片的輸入是低電平，則OC門芯片的輸出也是低電平。如果OC門芯片的輸入是高電平，則OC門芯片的輸出為高阻態(tài)，在高阻態(tài)時，輸出電平的幅值與上拉電阻上拉的電平幅值相等，從而實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。

優(yōu)選地，所述時鐘電路包括無源晶振和一只四分頻的鎖相環(huán)芯片。

優(yōu)選地，所述無源晶振的頻率為14.2848MHz。

優(yōu)選地，所述時鐘電路的輸出為3.5712M的時鐘信號。

優(yōu)選地，所述手持終端CPU的供電電源為3.3V。

本實用新型提供的一種用于手持終端的串口轉(zhuǎn)ISO7816協(xié)議的轉(zhuǎn)換裝置，包括：手持終端CPU、電平轉(zhuǎn)換電路、收發(fā)切換電路、ESAM芯片和時鐘電路；手持終端CPU的收發(fā)控制切換引腳通過電平轉(zhuǎn)換電路與收發(fā)切換電路連接；手持終端CPU的串口發(fā)送引腳和串口接收引腳通過收發(fā)切換電路與ESAM芯片的IO端口連接；時鐘電路與ESAM芯片的時鐘信號端口連接。電平轉(zhuǎn)換電路用于實現(xiàn)不同電壓等級CPU的兼容，實現(xiàn)了具有不同的供電電壓的CPU之間的可靠的電平轉(zhuǎn)換，使得采用不同供電電壓的CPU能夠在相互之間傳輸數(shù)據(jù)；收發(fā)切換電路用于實現(xiàn)收發(fā)數(shù)據(jù)的切換；時鐘 電路用于給ESAM芯片提供時鐘信號。本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)串口與ISO7816協(xié)議的轉(zhuǎn)換，拓展了串行通信過程中不同接口互聯(lián)互通的應(yīng)用范圍；本實用新型提供的電平轉(zhuǎn)換電路實現(xiàn)不同電壓等級CPU的兼容，使得整個轉(zhuǎn)換裝置的應(yīng)用場景的范圍大，兼容性高。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型的收發(fā)切換電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的 方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型的收發(fā)切換電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖2-3所示，本實用新型提供的一種用于手持終端的串口轉(zhuǎn)ISO7816協(xié)議的轉(zhuǎn)換裝置，包括：手持終端CPU、電平轉(zhuǎn)換電路、收發(fā)切換電路、ESAM芯片和時鐘電路；

手持終端CPU的收發(fā)控制切換引腳通過電平轉(zhuǎn)換電路與收發(fā)切換電路連接；

手持終端CPU的串口發(fā)送引腳和串口接收引腳通過收發(fā)切換電路與ESAM芯片的IO端口連接；

時鐘電路與ESAM芯片的時鐘信號端口連接；

電平轉(zhuǎn)換電路用于實現(xiàn)不同電壓等級CPU的兼容，實現(xiàn)了具有不同的供電電壓的CPU之間的可靠的電平轉(zhuǎn)換，使得采用不同供電電壓的CPU能夠在相互之間傳輸數(shù)據(jù)；

收發(fā)切換電路用于實現(xiàn)收發(fā)數(shù)據(jù)的切換；

時鐘電路用于給ESAM芯片提供時鐘信號。

本實用新型提供的一種用于手持終端的串口轉(zhuǎn)ISO7816協(xié)議的轉(zhuǎn)換裝置，包括：手持終端CPU、電平轉(zhuǎn)換電路、收發(fā)切換電路、ESAM芯片和時鐘電路；手持終端CPU的收發(fā)控制切換引腳通過電平轉(zhuǎn)換電路與收發(fā)切換電路連接；手持終端CPU的串口發(fā)送引腳和串口接收引腳通過收發(fā)切換電路與ESAM芯片的IO端口連接；時鐘電路與ESAM芯片的時鐘信號端口連接。電平轉(zhuǎn)換電路用于實現(xiàn)不同電壓等級CPU的兼容，實現(xiàn)了具有不同的供電電壓的CPU之間的可靠的電平轉(zhuǎn)換，使得采用不同供電電壓的CPU能夠在相互之間傳輸數(shù)據(jù)；收發(fā)切換電路用于實現(xiàn)收發(fā)數(shù)據(jù)的切換；時鐘電路用于給ESAM芯片提供時鐘信號。本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)串口與ISO7816協(xié)議的轉(zhuǎn)換，拓展了串行通信過程中不同接口互聯(lián)互通的應(yīng)用范圍；本實用新型提供的電平轉(zhuǎn)換電路實現(xiàn)不同電壓等級CPU的兼容，使得整個轉(zhuǎn)換裝置的應(yīng)用場景的范圍大，兼容性高。

優(yōu)選地，手持終端CPU的復(fù)位引腳通過電平轉(zhuǎn)換電路與ESAM芯片的復(fù)位端口連接。復(fù)位電路的設(shè)置，增加了系統(tǒng)的可靠性。

優(yōu)選地，所述收發(fā)切換電路為三態(tài)門電路。

如圖3所示，所述三態(tài)門電路包括三個門電路，以實現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)換。

所述電平轉(zhuǎn)換電路采用芯片SP3232EEA實現(xiàn)。

所述電平轉(zhuǎn)換電路為OC門芯片。

OC門芯片連接有上拉電阻，如果OC門芯片的輸入是低電平，則OC門芯片的輸出也是低電平。如果OC門芯片的輸入是高電平，則OC門芯片的輸出為高阻態(tài)，在高阻態(tài)時，輸出電平的幅值與上拉電阻上拉的電平幅值相等，從而實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。

另外，所述電平轉(zhuǎn)換電路也可以選用其他的電平轉(zhuǎn)換電路，能實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換的功能即可。

如采用下述電平轉(zhuǎn)換電路，此電平轉(zhuǎn)換電路包括第一傳輸支路，所述第一傳輸支路包括第一雙極結(jié)型三極管BJT及第二雙極結(jié)型三極管BJT，所述第一雙極結(jié)型三極管BJT及所述第二雙極結(jié)型三極管BJT的發(fā)射極均接地，所述第一雙極結(jié)型三極管BJT及所述第二雙極結(jié)型三極管BJT的集電極均與高電壓的供電電源相連接，所述第一雙極結(jié)型三極管BJT的基極用于接收所述低電壓串口的低電壓輸入電平信號(TX1)，所述第一雙極結(jié)型三極管BJT的集電極與所述第二雙極結(jié)型三極管BJT的基極連接，所述第二雙極結(jié)型三極管BJT的集電極用于向高電壓串口發(fā)送高電壓輸出電平信號(RX2)；

第二傳輸支路，所述第二傳輸支路包括第一分壓電阻及第二分壓電阻，所述第一分壓電阻及所述第二分壓電阻串聯(lián)后接地，所述第一分壓電阻的另一端用于接收所述高電壓串口的高電壓輸入電平信號(RX1)，所述第一分壓電阻與所述第二分壓電阻之間的中間點還通過二極管與低電壓的供電電源連接，并且從所述第一分壓電阻與所述第二分壓電阻之間的中間點輸出低電壓輸出電平信號(RX1)，其中，所述二極管的陽極與所述第一分壓電阻與所述第二分壓電阻的中點連接，所述二極管的陰極與所述低電壓的供電電源連接。

所述時鐘電路包括無源晶振和一只四分頻的鎖相環(huán)芯片。

所述無源晶振的頻率為14.2848MHz。

所述時鐘電路的輸出為3.5712M的時鐘信號。

所述手持終端CPU的供電電源為3.3V。

本實用新型提供的一種用于手持終端的串口轉(zhuǎn)ISO7816協(xié)議裝置，主要結(jié)合當(dāng)前國家電網(wǎng)用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)的相關(guān)技術(shù)進行開發(fā)，自動實現(xiàn)普通串口轉(zhuǎn)換為ISO7816協(xié)議，通過一個引腳進行收發(fā)控制，使用CPU 的串口通過ISO7816總線對ISO7816設(shè)備(ESAM)進行直接訪問。通過電平轉(zhuǎn)換電路，來適應(yīng)對不同電壓等級CPU的兼容，當(dāng)CPU串口需要發(fā)送數(shù)據(jù)時，收發(fā)切換引腳將電平置低，通過電平轉(zhuǎn)換電路后到達收發(fā)切換電路。收發(fā)切換電路通過一個三態(tài)門將IO的電平保持與串口接收引腳一致，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送(TX)。當(dāng)CPU串口需要接收數(shù)據(jù)時，收發(fā)切換引腳將電平設(shè)為高，通過電平轉(zhuǎn)換電路后到達收發(fā)切換電路。收發(fā)切換電路通過將一個三態(tài)門片選置高來關(guān)斷發(fā)送端，同時通過2路與非門組成的邏輯門電路在收發(fā)切換電平的參與下，進行2次與非邏輯，從而將串口接收引腳電平保持與IO一致，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收(RX)功能。

其中時鐘電路使用一個14.2848MHz的無源晶振加一只四分頻的鎖相環(huán)芯片，輸出一個3.5712M的時鐘信號，從而使ESAM波特率固定為9600。

復(fù)位引腳通過一個電平轉(zhuǎn)換電路，來控制ESMA芯片復(fù)位端，低電平復(fù)位ESAM，在ESAM工作狀態(tài)異常時，通過復(fù)位讓ESAM重新回到正常工作狀態(tài)。

本實用新型提供的一種用于手持終端的串口轉(zhuǎn)ISO7816協(xié)議的轉(zhuǎn)換裝置，只需添加一個簡單的硬件裝置就可以使手持終端通過1個IO口進行控制收發(fā)狀態(tài)，然后通過串口直接訪問ESAM，支持97、07規(guī)約及13版電能表的數(shù)據(jù)讀取。

本裝置的實現(xiàn)使手持終端產(chǎn)品的功能擴展至更多應(yīng)用場景，為用戶的多樣應(yīng)用需求提供優(yōu)秀的硬件支持，提供了靈活的選擇，具有很好的實用性價值和較低的實現(xiàn)成本，使電力公司對用電信息數(shù)據(jù)采集工作變得更加的簡單、方便和快捷。將幫助企業(yè)實現(xiàn)資源的科學(xué)調(diào)配和高效利用，提升集約化管理水平，對社會的發(fā)展和進步也能起到一定的帶動作用。

同時，也有效的節(jié)約了CPU硬件及軟件資源，CPU只需要2路串口和 2路IO口(1路復(fù)位，1路收發(fā)切換)就可以實現(xiàn)獨立的基于ISO7816協(xié)議的設(shè)備(ESAM)訪問。占用資源少，不需要驅(qū)動層開發(fā)，適合二次開發(fā)使用。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的范圍。