IC卡的原理和应用.ppt
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1、IC卡的原理和使用,e c o n y 仁科单片机开发有限公司,一、IC卡简介,IC卡是英文“集成电路卡”的缩写,是近年来传入中国的一项新技术。它是把具有存储、运算等功能的集成电路芯片压制在塑料片上,使其成为能存储、转载、传递、处理数据的载体。 在日常生活中,IC卡的使用越来越广泛,而且还有进一步扩大的趋势。因此有必要掌握这方面知识。,IC卡的种类,IC卡从其使用方式上分为两种: (1) 接触式IC卡:必须将IC卡插入主机卡口内,通过有线方式才能传输数据的一种IC卡。此卡易磨损、怕油污。 (2)非接触式IC卡(射频卡):主机无卡口,IC卡无须和主机接触,通过无线方式就能传输数据的一种IC卡。由
2、于其为整体封装,不怕油污和磨损,所以使用寿命长。,IC卡从其功能上分为三种: (1) 存储器卡。 (2) 带加密逻辑存储器卡:内有COS(卡操作系统)的一种存储器卡。 (3) CPU智能卡:内有CPU(中央处理单元)的一种存储器卡。这三种卡又都分为接触式和非接触式。 磁卡是一种贴有一条磁带的卡片。它在受磁场及外力作用下极易损坏,不能直接存储数据;而IC卡由封装好的集成电路组成,不受磁场影响,能够进行数据存储。,常用IC卡芯片的生产厂家及 主要芯片的型号,一、美国:爱特梅尔(ATMEL)公司生产的AT24CXX系列、93C46等; 二、德国:西门子公司生产的4414、4424、4442等。,二、
3、IC卡芯片,1、AT24CXX系列芯片 串行E2 PROM 芯片AT24C01/ 02/ 04/08/ 16 是美国爱特梅尔(ATMEL) 公司生产的二线式串行IC 卡芯片, 小巧, 可靠性高,具有保护性能,速度快,安全稳定,因此在设计IC 卡等领域中得到了广泛的应用。,图1 AT24CXX引脚图,芯片引脚和外形封装形式如图5所示,各管脚功能如表1 所示。 WP管脚操作功能见表2,AT24CXX 系列芯片主要有AT24C01 ,AT24C02 , AT24C04 , AT24C08 , AT24C16等型号,其区别主要是容量不同,分别为1k ,2k ,4k ,8k 和16k 比特。它采用低功耗
4、、高速度和高密度CMOS 工艺, 可擦写10 万次以上, 数据保存100 年有效, 为双线串行接口。存储在芯片中的数据, 可通过软件的方法利用各种加密算法进行处理, 从而确保其安全性。,时钟,复位,SDA SCL,Rp,Rp,SDA SCL WP A2 A1 A0,VDD,Vss,图3 AT24CXX系列外围扩展电路,图3为AT24CXX系列芯片的电路连接方式,其中,VDD接电源,Vss、A0、A1、A2、TEST均接地,SDA、SCL分别为数据线和时钟线,接单片机上的两个I/O口。使用SLE4442时的电路也是如此。因此,控制IC卡只需两个I/O口即可。,2、逻辑加密存储SLE4442 卡,
5、图2 IC卡的触点安排,SLE4442是德国西门子SIMENS 公司设计的逻辑加密存储卡,它具有2K位的存储容量和完全独立的可编程代码存储器(PSC)。较大的存储容量能够满足通常应用领域的各种需要,因此是目前国内应用较多,的一种IC卡芯片,芯片采用多存储器结构2线连接协议,NMOS工艺技术每字节的擦除/写入编程时间为2.5ms存储器具有至少10000次的擦写周期数据保持时间至少10年。,图2为SLE4442卡的触点安排情况,表3为各管脚功能。,表3 SLE4442各引脚功能,三、IIC总线,1、IIC总线简介 IIC总线(Inter Integrated Circuit BUS)是Philip
6、s公司推出的串行扩展总线,为二线制,总线上扩展的外围器件及外设接口通过总线寻址。图4为IIC总线外围扩展示意。外围器件可以是LED显示器、LCD显示器、I/O口键盘、码盘等。,外围 器件 3,外围 器件 2,外围 器件 1,外围 器件 4,外围 器件 5,时钟,复位,SDA SCL,Rp,Rp,SDA SCL,图4 IIC总线外围扩展示意,Vcc,SDA SCL,SDA SCL,SCL SDA,SCL SDA,SCL SDA,IIC总线由数据线SDA和时钟线SCL构成。SDA/SCL总线上挂接单片机、外围器件和外设接口。所有挂接在IIC总线上的器件和接口电路都应具有IIC总线接口,而且所有的S
7、DA/SCL同名端相连。 IIC总线接口电路均为漏极开路,故总线上必须有上拉电阻Rp。 所有挂接到总线上的器件及接口都通过总线寻址,故IIC总线具有最简单的电路扩展方式。 IIC总线的驱动能力为400pF,通过驱动扩展可达4000pF,原规范中传输速率为100kb/s,新规范的传输速率可达400kb/s。,2、总线节点的寻址方法,挂接到总线上的所有外围器件、外设接口都是总线上的节点。在任何时刻总线上只有一个主控器件(主节点)实现总线的控制操作,对总线上的其它节点寻址,分时实现点点的数据传送。因此,总线上每个节点都有一个固定的节点地址。 IIC总线上的单片机都可以成为主节点,其器件地址由软件给定
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