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加密IC卡保險(xiǎn)柜控制器的設(shè)計(jì)
摘要：詳細(xì)闡述IC卡保險(xiǎn)柜控制器的原理、硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)等內(nèi)容；給出電路原理圖和主程序流程圖。隨著社會(huì)的進(jìn)步和為民生活水平的提高，
為們出差、旅游和度假的機(jī)會(huì)日益增加。在賓館、飯店等居住場(chǎng)所都需要一保險(xiǎn)柜來保存貴重物品和易失物品，即便在家里，也往往需要有一個(gè)地方來保存一些單據(jù)等物品。傳統(tǒng)的手段已不能滿足人們對(duì)其安全性和靈活性要求，把應(yīng)用愈來愈廣泛的IC卡技術(shù)應(yīng)用到保險(xiǎn)柜上，可以充分滿足這方面的需求。例如，根據(jù)客戶要求，可以給每個(gè)房間配備一個(gè)帶有IC卡電子門鎖的保險(xiǎn)柜供他們存放物品；待客人走后，可以靈活地對(duì)保險(xiǎn)柜的密碼進(jìn)行重新設(shè)置，更換IC卡。下面對(duì)我們自行設(shè)計(jì)的加密型IC卡保險(xiǎn)柜的核心部件--控制器件一詳細(xì)的介紹。
一、控制器的硬件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)的主要任務(wù)是完成對(duì)IC卡的識(shí)別和控制，因此，首先介紹一下所選用的IC卡。
1.SLE4442加密IC卡簡(jiǎn)介
目前市場(chǎng)上的IC卡種類較多，比較有代表性的有ATMEL公司的AT系列和SIEMENS公司的SLE系列。我們根據(jù)用戶的要求和市場(chǎng)的供給情況選用了SIEMENS公司設(shè)計(jì)的SLE4442卡。此卡的特點(diǎn)是：
（1）卡內(nèi)有2K位的存儲(chǔ)容量和完全獨(dú)立的可編程邏輯代碼存儲(chǔ)器（PSC）；
（2）多存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，其中包括256×8位EEPROM，32×1位PROM的4×8位EEPROM型加密存儲(chǔ)器；
（3）串行口滿足ISO7816同步傳遞協(xié)議；
（4）每一字節(jié)的擦除/寫入時(shí)間為2.5ms；
（5）存儲(chǔ)器可擦除1000次以上，數(shù)據(jù)可保存10年以上。
SLE4442型IC卡的觸點(diǎn)排列及功能如圖1所示。
SLE4442芯片的傳送協(xié)議包括4種模式。
（1）復(fù)位和復(fù)位響應(yīng)
復(fù)位可在操作期間任何時(shí)候進(jìn)行。在復(fù)位響應(yīng)期間，任何開始和停止條件均被禁止。復(fù)位與復(fù)位響應(yīng)時(shí)序如圖2所示。
（2）命令方式
每個(gè)命令由起始條件、1個(gè)3字節(jié)長(zhǎng)的命令和停止條件構(gòu)成。命令方式時(shí)序如圖3所示。
起始條件：CLK處于高狀態(tài)H期間，I/O的下降沿。
停止條件：CLK處于高狀態(tài)H期間，I/O的上升沿。
（3）輸出數(shù)據(jù)方式
在這種試上，IC卡發(fā)送數(shù)據(jù)至接口設(shè)備IFD。在CLK上第一個(gè)下降沿后，I/O上第一位有辯效，最后一個(gè)數(shù)據(jù)位之后，需要一個(gè)額外的時(shí)鐘脈沖，以設(shè)置I/O處于高狀態(tài)，同時(shí)準(zhǔn)備IC卡接收新的命令。在這種方式下，任何開始和停止條件均被禁止。輸出數(shù)據(jù)方式時(shí)序如圖4所示。
（4）處理方式
在第一個(gè)CLK的下降沿，將I/O線從高狀態(tài)H切換至低狀態(tài)L并開始處理，直到低狀態(tài)L的I/O被設(shè)置成高狀態(tài)H結(jié)束。在這種方式下，任何開始和停止條件均被禁止。處理方式時(shí)序如圖5所示。
SLE4442卡共有7個(gè)命令，每個(gè)命令包括3個(gè)字節(jié)，其命令格式及功能如表1所列。
表1 SLE4442命令
這里只介紹比較可編程密碼PSC命令的使用。比較過程由4個(gè)步驟組成：
①寫錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器EC（至少1位）。地址0。密碼比較結(jié)果將在錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器中反饋，3次密碼出錯(cuò)IC卡被阻塞。
②比較PSC字節(jié)1，地址1。寫完錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器之后，以不同的命令格式送入3個(gè)密碼字節(jié)。密碼比較成功，將通過刷新錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器來識(shí)別，然后施加上操作電壓，就可以對(duì)所有存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫操作了。
③比較PSC字節(jié)2，地址2。
④比較PSC字節(jié)3，地址3。
芯片在出廠時(shí)可根據(jù)用戶
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