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加密IC卡保險柜控制器的設計
摘要：詳細闡述IC卡保險柜控制器的原理、硬件設計和軟件設計等內容；給出電路原理圖和主程序流程圖。隨著(zhù)社會(huì )的進(jìn)步和為民生活水平的提高，
為們出差、旅游和度假的機會(huì )日益增加。在賓館、飯店等居住場(chǎng)所都需要一保險柜來(lái)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(lái)保存一些單據等物品。傳統的手段已不能滿(mǎn)足人們對其安全性和靈活性要求，把應用愈來(lái)愈廣泛的IC卡技術(shù)應用到保險柜上，可以充分滿(mǎn)足這方面的需求。例如，根據客戶(hù)要求，可以給每個(gè)房間配備一個(gè)帶有IC卡電子門(mén)鎖的保險柜供他們存放物品；待客人走后，可以靈活地對保險柜的密碼進(jìn)行重新設置，更換IC卡。下面對我們自行設計的加密型IC卡保險柜的核心部件--控制器件一詳細的介紹。
一、控制器的硬件設計
本系統的主要任務(wù)是完成對IC卡的識別和控制，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(lèi)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。我們根據用戶(hù)的要求和市場(chǎng)的供給情況選用了SIEMENS公司設計的SLE4442卡。此卡的特點(diǎn)是：
（1）卡內有2K位的存儲容量和完全獨立的可編程邏輯代碼存儲器（PSC）；
（2）多存儲器結構，其中包括256×8位EEPROM，32×1位PROM的4×8位EEPROM型加密存儲器；
（3）串行口滿(mǎn)足ISO7816同步傳遞協(xié)議；
（4）每一字節的擦除/寫(xiě)入時(shí)間為2.5ms；
（5）存儲器可擦除1000次以上，數據可保存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）復位和復位響應
復位可在操作期間任何時(shí)候進(jìn)行。在復位響應期間，任何開(kāi)始和停止條件均被禁止。復位與復位響應時(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字節長(cháng)的命令和停止條件構成。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）輸出數據方式
在這種試上，IC卡發(fā)送數據至接口設備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)數據位之后，需要一個(gè)額外的時(shí)鐘脈沖，以設置I/O處于高狀態(tài)，同時(shí)準備IC卡接收新的命令。在這種方式下，任何開(kāi)始和停止條件均被禁止。輸出數據方式時(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(xiàn)從高狀態(tài)H切換至低狀態(tài)L并開(kāi)始處理，直到低狀態(tài)L的I/O被設置成高狀態(tài)H結束。在這種方式下，任何開(kāi)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，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(guò)程由4個(gè)步驟組成：
①寫(xiě)錯誤計數器EC（至少1位）。地址0。密碼比較結果將在錯誤計數器中反饋，3次密碼出錯IC卡被阻塞。
②比較PSC字節1，地址1。寫(xiě)完錯誤計數器之后，以不同的命令格式送入3個(gè)密碼字節。密碼比較成功，將通過(guò)刷新錯誤計數器來(lái)識別，然后施加上操作電壓，就可以對所有存儲器進(jìn)行讀寫(xiě)操作了。
③比較PSC字節2，地址2。
④比較PSC字節3，地址3。
芯片在出廠(chǎng)時(shí)可根據用戶(hù)
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