IC卡技术及其应用chap03 5.ppt

IC卡技术及其应用 杨振野 编著 第三章 信息纽扣 3.1 1-wire单总线数据通信 3.2 多密钥信息纽扣DS1991 3.3 带有SHA-1引擎保护的信 息纽扣DS1961S 3.4 信息纽扣应用系统开发 前言 信息纽扣又称TM卡（touching memory），是一种遵循1-wire单总线通信协议的存储器芯片，被封装在直径为17.3 mm的不锈钢纽扣（被称为MicroCan封装）里，具有防尘、防潮、抗震等特性 信息纽扣的厚度有3.1mm和5.89mm两种，对应于F3和 F5两种封装形式。 前言 外形 前言 所有的信息纽扣都是通过其不锈钢外壳进行通信的。单总线通信协议的常规通信速率为16.3kb/s，高速模式下可达142kb/s。 信息纽扣的外壳分为与内部芯片数据端相连的“盒盖”（直径略小）和与地（GND）相连的“底端”两部分，彼此之间是绝缘的。 每个信息纽扣都有一个唯一的、不可变更的64bit ROM注册码 1-wire单总线数据通信 概述 1-wire单总线采用单根信号线（地线除外）实现数据的双向传输。 节省I/O 线资源、结构简单、成本低廉且便于扩展和维护 适用于单个主器件系统控制一个或多个从器件的场合。当单总线上只有一个从器件时，可按照单节点方式操作。 1-wire单总线数据通信 硬件结构 主器件或从器件通过OC门或OD门（即集电极开路或漏极开路）连接至单总线 单总线要求外接一个5千欧姆左右的上拉电阻 如果单总线保持低电平超过480，单总线上的所有器件将复位 1-wire单总线数据通信 单总线操作流程 初始化 执行ROM命令 执行功能命令 1-wire单总线数据通信 初始化 由主器件将单总线从高电平置为低电平并保持480μs以上，使连接于单总线上的所有从器件都复位。 1-wire单总线数据通信 ROM命令 主器件能够检测出单总线上有多少个从器件和每个从器件的唯一的64bit ROM注册码。 至少支持4条基本的ROM命令，即Read ROM、Match ROM、Search ROM和Skip ROM 1-wire单总线数据通信 功能命令 主器件借助功能命令访问从器件。 在成功执行初始化和ROM命令后，即可由主器件发出功能命令，实现主器件与从器件的通信。 Dallas公司现已开发出多种信息纽扣，各器件的功能命令并不完全相同，使用时须查阅该芯片的技术文档。 1-wire单总线数据通信 基本ROM命令 Read ROM [33H] 即将信息纽扣的注册码读出。 用于主器件略过其他ROM命令，直接读取从器件的64bit ROM注册码。 1-wire单总线数据通信 基本ROM命令 Match ROM [55H] 用于从多个从器件中选中一个 命令字节[55H]后必须紧随64bit ROM注册码 1-wire单总线数据通信 基本ROM命令 Search ROM [F0H] 有哪些信誉好的足球投注网站出单总线上所有从器件的ROM 注册码 1-wire单总线数据通信 基本ROM命令 Skip ROM [CCH] 主器件可以越过其他ROM命令，直接访问从器件 1-wire单总线数据通信 主要应答时序 复位时序 写0（write 0）时序 写1（write 1）时序 读数据（read data）时序 1-wire单总线数据通信 复位时序 主器件（单片机或PC机）发送复位脉冲（使单总线为低电平的持续时间大于tRSTL的） 主器件释放单总线，同时转换为接收模式。 通过上拉电阻将单总线拉至高电平；从器件在检测到数据端口的上升沿后，将延时等待tPDH，接着发送应答脉冲tPDL。 1-wire单总线数据通信 复位时序 1-wire单总线数据通信 写0时序 当单总线上的电平降至VTL以下时，从器件启动内部定时，于采样窗口内（tSLSMIN至tSLSMAX）写数据0。 单总线在采样点处的电平决定了从器件在窗口内写1或0。 为了保证可靠的通信，整个采样窗口内电平值应该保持恒定 1-wire单总线数据通信 写0时序 1-wire单总线数据通信 写1时序 与写0时序非常相似，不同之处在于在器件采样窗口处送高电平 主器件拉低总线电平的时间（tMPD1 = tW1L –ε+ tF ）不能过长，以确保单总线的电平在器件的采样窗口的起点tSLSMIN能达到VTH，在采样窗口的终点tSLSMAX之后，在下一个时序开始之前要保证有足够的恢复时间tREC 1-wire单总线数据通信 写1时序 1-wire单总线数据通信 读数据时序 当单总线电平降至VTL以下时，器件启动内部定时，主器件拉低总线电平的时间（tMPDR = tRL + tF ）必须足够长 发送0时，从器件将使单总线保持低电平tSPD时间 发送1时，从器件并