第四章 硬件电路设计
入的是一张电源与地击穿的坏卡，或是一个金属片之类的物质，就会造成回路的短路现象。IC卡的VCC同时经VD2送至CPU的P1.5，检测有无卡电源短路现象，以防人为破环。
IC卡的控制与读写是IC卡接口设备中的核心操作部分，各种IC卡的实际操作有较大的不同，(ISO-7816标准只定义了一个最小操作，因而符合这一标准的卡亦不能保证其他操作的一致性)，这里先选择其中较具共性的部分介绍，后面会针对SLE4442芯片的具体操作做详细说明。
1）IC卡的插入/退出识别与上电/下电控制技术
IC卡的插入与退出的识别是通过IC卡接口电路来识别的,如果卡己插入到正确位置，且卡是合法卡，则置P1.1为0，VT2导通，图4-6中的LED点亮。若卡是非法卡，卡电源短路，低电平送至P1.5，则P1.0为0，VT3导通，图4-7中的报警电路报警。为了确保IC卡已准确地插到位置，插入的识别过程必须加入消颤处理。IC卡插入识别程序如下所示:
RE_ DETECT:
SETB IC_SW
MOV C,IC_SW ;输出高电平至检测端 JNC RE_ DETECT ;无卡插入，等待 LCALL DELAY_5MS ;延时5ms MOV C,IC_SW
JNC RE_DETECT ;再次判断，若无卡输入等待 RET
…… ;有卡插入，进行处理
IC卡的供电控制是一个直接涉及是否能安全可靠地操作IC卡的过程。它必须严格遵循ISO7816-3所规定的操作顺序，否则就有可能对IC卡带来永久的损坏。ISO7816-3标准规定的操作顺序如下:
IC卡的激活(上电过程): —— RST处于L状态 —— VCC供电
—— 接口设备处于接收方式 —— Vpp上升为空闲状态 —— CLK由相应稳定的时钟提供
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第四章 硬件电路设计
IC卡的去激活过程(下电过程): ——RST为状态L ——CLK为状态L ——Vpp不起作用 ——I/O为状态A ——VCC关闭
由于IC卡技术的进步，现在的IC卡事实上都己使用卡内自带升压电路，因此Vpp控制已逐渐失去具体含义。下面是上下电程序控制过程:
POWERON: ;上电控制
LCALL RE_DETECT ;识别是否有卡插入 CLR RST ;使RST=L CLR CLK ;使CLK二L
LCALL DELAY_500us ;延迟0.5ms，使端口逻辑信号稳定 CLR POWER ;给卡供电
SETB D_OUT ;使I/O端口为高电平，准备接受数据
RET
POWER_OFF: ;下电控制 CLR RST ;使RST=L CLR CLK ;使CLK=L CLR D_OUT ;使I/O=L
LCALL DELAY_500us ;延时0.5ms,使端口逻辑信号稳定 SETB POWER ;给卡下电 RET
2)IC卡的读写技术
不同类型的IC卡其读写方式或数据协议方式是不同的，ISO7816标准对异步型IC卡的读写协议做了较充分的定义，而对于同步型IC卡，则只定义了其复位响应过程的协议标准，这使得各厂家设计的同步型IC卡的读写方式不尽相同，而且同步型IC卡接口协议是面向操作而进行的，因此，其操作协议方式也各不相同。但许多厂家生产的IC卡都以ISO7816同步复位响应协议作为IC卡的数据读协议。大多数符合ISO7816标准的同步型IC卡的地址计数器是与时钟紧密相关的，当卡复位时，地址计数器置0。以后每向卡发一个节拍的时钟，都将使IC卡的地址计数器加“1”，这一时钟频率上限为50kHz或280kHz。复
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位之后的头32个时钟周期内，是卡的复位响应过程，该过程中，厂家的产品编码以位编码方式逐一在数据线上送出，以后的字段则根据厂家及用户所定义的含义不同而各不相同。若某字段定义为可读的，则可将时钟运行到该字段上，然后再逐时钟读出。数据的读出过程可分为三个基本过程:复位，数据字段的定位和数据读出。
4.2 串行通信电路
由于PC机的串口电压为±12V，而单片机的工作电压为5V，所以需要MAX２３２接口芯片实现TTL与RS232电平转换，采用简单的3线制通信方式。图4-3为串行通信电路。
VCCC6GNDC21.0uFVCC0.1uFU312345678C1+V1+C1-C2+C2-V1-T2OUTR2INMAX232VCCGNDT1OUTR1INR1OUTT1INT2INR2OUT161514131211109GNDC31.0uFC41.0uFJ1162738495DB9p3.0p3.1C51.0uFGND
图4-3 串行通信电路
4.3 关键信息存储电路
此电路有串行EEPROM和上拉电阻组成，电路如图4-4所示。在串行时钟和数据端接了上拉电路R14和R15，分别接到单片机的P2.1和P2.0端。串行EEPROM选用AT24C02。在掉电时其将存储关键信息。
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p2.0VCCp2.1U41234GNDA0A1A2VssVccWpSCLSDA8765R1510kR1410kAT24C02
图4-4 关键信息存储电路
4.4 掉电检测电路
掉电检测电路由比较器（运放LM393）、电压基准LM336（2.5V）、R8、R9、R10、R11、R12、R13和二极管VD3组成，电路如图4-5所示。
VCCp3.2VD3R81KR95.1kDIODER1310kR1010kVZ1LM336R1110kR12200k328A1LM3934GND
图4-5 掉电检测电路
R8为LM336提供合适的工作电流，LM336上端作为电压基准，R9、R11对5V电压分压，与VZ 做比较。电源电压正常时，V–
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在阈值作用波动时引起反复的写操作（对EEPROM）。
4.5 工作状态提示电路
若插入系统的IC卡是可操作卡，读写系统能进行正常的读写，则图4-6中的L1指示灯点亮。若插入系统的是废卡、非法卡，或者系统不能正常读写，则图4-7中的蜂鸣器报警，增加系统的使用性。
VCCVT29012R6510R54.7KVCCVT39012BELLR74.7KGNDLEDp1.1p1.0 图4-6 工作指示电路 图4-7 报警电路
GND4.6 键盘电路
由于需要16个按键，采用并行接口的键盘电路至少需要4+4=8条I/O线，而串行接口的键盘电路只需要3条I/O口线，一条用作键盘行线，一条串行移位输出列扫描信号，另一条用作移位寄存器74LS164的移位时钟脉冲信号线。
16个按键构成了读写系统的键盘电路部分。图4-8为键盘与单片机的接口电路。
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