SLE4442卡硬件设计与制作报告.doc

. .. SLE4442卡硬件设计与制作报告 摘 要：本文详细介绍了一种基于单片机直接读写的IC卡读卡器设计的思路和方法，并给出了相应的程序流程和程序实例。 关键词：SLE4442卡；读卡器引 言　　随着现代生活的发展，IC卡的应用越来越广泛，对IC卡读卡器的需求也趋于多样化。本文以SIEMENS SLE4442卡为例介绍了一种基于单片机（89C51）直接读写接触式IC卡的简易读卡器，它可以嵌入到电业管理或燃气收费等系统中，也可以作为一个独立读卡器对IC卡进行操作，配合不同的软件可以应用的不同的行业。读卡器硬件电路设计SLE4442卡简介安全　　SLE4442卡内部有一个256 8bit EEPROM，不可逆的4个写保护字节，具备密码保护功能，可以随时读取主存储器内容；在校验成功后，可读保护存储器、读写存储器和写主存储器。　　SLE4442有一个密码逻辑，用以控制对存储器的读写。为此，SLE4442包含一个4字节加密存储区，该存储区有一个错误计数器EC（0-2位）和三个字节的参考数据，这三个字节作为一个整体，称为可编程密码（PSV）。整个数据区除了参考数据，其它的数据都能被读取，在校验数据与内部参考数据比较正确后才能进行读写操作，连续三次比较错误后，错位计数器将阻止任何比较尝试，从而也消除了任何擦写操作。系统总体框图及设计思路　　利用AT89C51的P1端口直接对IC卡的时钟、复位、数据端口进行操作，AT89C51的串口和主控机通信。系统采用智能式工作方式，通过主控机交互的人机界面命令单片机对IC卡进行不同的读写操作。由于接触式IC卡采用的是两线连接协议，硬件连接简单。如果要设计一个可同时读写不同IC卡的读卡器，可通过单片机的P1口串接两路4053，经过译码，配合不同的单片机软件就可适用于各种各样的接触式IC卡。 系统总框图 读卡器单片机软件设计　　为使汇编语言程序易读易维护，采用模块化设计、多次调用子程序方式。图1 硬件连接示意图 图1 硬件需求分析 本设计硬件需求分析着眼于插卡/拔卡自动检测功能、上电/下点控制功能、与卡的数据交换功能、与PC等其它设备的数据交互功能和其它特定功能五部分组成。 插卡/拔卡自动检测功能：通过判断卡座开关的闭合与断开，判断是否有卡插入，并向单片机反馈信息，进行复位与复位响应、读卡、校验密码。 上电/下点控制功能：通过单片机P2.0口控制供电。 与卡的数据交换功能：IC 卡接口设备 IC 卡接口设备是连接IC 卡与应用系统间的桥梁，是 IC 卡应用至关重要的一个环节， 它是由IC 卡适配器插座和IC 卡电气接口电路组成。用于IC 卡时序生成与数据交换的微处 理器（89C52）及RS-232 与PC 机连接接口，具有以下几个基本功能： （1）、IC 卡的插入/退出的识别与控制 （2）、向IC 卡提供其所需的稳定的电源与时钟信号 （3）、实现与卡的数据交换，并提供相应的接机信号 （4）、提供相应的加密解密处理及密码管理机制 （5）、提供相应的外部控制信息及其它设备的信息交换 与PC等其它设备的数据交互功能:单片机与PC机的通讯是使用串行来实现的，其功能是：PC机将要写入SLE4442的数据发送给单片机，单片机每接受一个字节后，回送一个应答信号给PC机并等待接收下一个数据。PC机数据发送完后单片机将所有的数据写入IC卡芯片SLE4442中。 其它特定功能:例如：闪烁、灯光提示、报警提示。 硬件电路原理图设计 1、STC89C52单片机最小系统电路设计。 最小系统包括单片机、复位电路、时钟电路。 SLE4442接口电路设计。 其包括供电电路、时钟分配、I/O选择。 声光提示电路设计。 串口通信接口电路及电源电路设计。 本设计方案采用USB取电方式。 复位和复位应答模块　　根据SLE4442卡复位时序，利用单片机编写一个高电平不小于50 s的脉冲信号，在P1.0引脚输出高电平之后，给时钟引脚32个时钟脉冲，可根据需要保存、提取或舍弃复位应答的数据。复位应答的四个字节数据携带通信协议类型的编码，由注册管理机构分配或使用。2．读IC卡存储器模块　　由于IC卡内部存储器和单片机内部寄存器均为8位，而IC卡使用的是二线传输协议，一个时钟只能传输一个二进制位，无论读写卡的数据还是设置卡的操作命令都是一个字节数据，所以编写一个读（写）一个字节的子程序供多次调用。在此基础上，加一个字节计数器，可实现任意的字节的读操作。 READ_DATA:CLR CLKLCALL DELAY40R_DATA: MOV R5,#8 ;一个字节位数计数器MOV A,#0R_BYTE:CLR CYJNB DATAIO,RD0 ;判断该位是1或0SETB CYRD0: