IC卡（Integrated Circuit card）即集成電路卡，是將一個(gè)集成電路芯片鑲嵌于朔料基片中，封裝成卡的形式，外形與常用的覆蓋磁條的磁卡相似。IC卡芯片具有寫(xiě)入和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的能力。IC卡存儲(chǔ)器中的內(nèi)容根據(jù)需要可以有條件地供外部讀取，或供內(nèi)部信息處理和判定。根據(jù)卡中所鑲嵌的集成電路的不同，可以分成存儲(chǔ)器卡、邏輯加密卡、CPU卡三類(lèi)。其中CPU卡即為由中央處理器CPU、EEPROM、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM以及固化在只讀存儲(chǔ)器ROM中的片內(nèi)操作系統(tǒng)COS（Chip Operation System）組成的IC卡。IC卡按與外界數(shù)據(jù)傳送的形式來(lái)分，有接觸式和非接觸式兩種。 

圖1 T=0的CPU卡APDU指令實(shí)現(xiàn)流程 

1 CPU IC卡T=0的協(xié)議介紹 
目前大多數(shù)CPU IC卡采用T=0模式。所謂T=0，即CPU IC卡與接口設(shè)備（即讀寫(xiě)器）中數(shù)據(jù)傳輸方式為異步半雙工字符傳輸模式。 
2 基于T=0傳輸協(xié)議的CPU IC的APDU指令流程 
根據(jù)目前CPU卡的常用T=0協(xié)議、自帶編程升壓電路的應(yīng)用情況，以及本讀寫(xiě)器接收IC卡數(shù)據(jù)報(bào)文直接發(fā)送PC機(jī)處理的特點(diǎn)，本讀寫(xiě)器可行的APDU命令和響應(yīng)的處理流程如圖1所示。 
3 讀寫(xiě)器的硬件組成 
讀寫(xiě)器的硬件部分主要由IC接口管理芯片TDA8007、MCUAT89C52、外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器W24257S、串口電平轉(zhuǎn)換芯片MAX3226、安全I(xiàn)C卡座（即SAM卡座）、應(yīng)用IC卡座、鍵盤(pán)口供電的串口通信線及其它相關(guān)元器件組成。 
圖2所示為通過(guò)PC機(jī)控制管理的外置于PC機(jī)的接觸式CPU IC卡讀寫(xiě)器。通過(guò)定制的數(shù)據(jù)線，該讀寫(xiě)器的5V直流電源可直接由鍵盤(pán)口提供，同時(shí)數(shù)據(jù)線還負(fù)責(zé)PC機(jī)與讀寫(xiě)器的串行數(shù)據(jù)交換。在大部分IC卡讀寫(xiě)應(yīng)用中，都涉及到IC卡的認(rèn)證和數(shù)據(jù)讀寫(xiě)的國(guó)解密問(wèn)題，所以本讀寫(xiě)器除了提供一個(gè)供用戶(hù)使用的IC卡接口卡座外，還內(nèi)置了一個(gè)SAM卡，即安全I(xiàn)C卡卡座，以方便安裝SAM卡，保證應(yīng)用IC卡讀寫(xiě)時(shí)的數(shù)據(jù)安全，保護(hù)用戶(hù)的利益。 
4 IC卡接口芯片應(yīng)用 
下面介紹一下TDA8007及其應(yīng)用。TDA8007的原理結(jié)構(gòu)如圖3所示。 
TDA8007芯片能夠提供兩個(gè)能同時(shí)滿(mǎn)足ISO7816標(biāo)準(zhǔn)及EMV和GSM11-11標(biāo)準(zhǔn)的IC卡讀寫(xiě)接口。在本讀寫(xiě)器中，一個(gè)用于與應(yīng)用IC通信，另一個(gè)用于與安全I(xiàn)C卡通信。與上文CPU卡的觸點(diǎn)圖相對(duì)應(yīng)，CLKi、RSTi、VCCi、I/Oi、GNDCi、PRESi、C4i、C8i（其中i=1,2；C4i、C8i未用；PRESi可用于檢測(cè)IC卡是否插入。具體應(yīng)用可參看TDA8007的技術(shù)文檔）都直接由TDA8007提供給IC卡接口相連，MCU只需通過(guò)其接口控制并行通信來(lái)管理TDA8007，便可實(shí)現(xiàn)對(duì)IC卡的上電、下電及讀寫(xiě)數(shù)據(jù)處理。其中，微處理器既可以通過(guò)總線復(fù)用把TDA8007內(nèi)部的所有寄存器作為外部存儲(chǔ)器，用MOVX尋址，也可以通過(guò)非總線復(fù)用方式訪問(wèn)，此時(shí)TDA8007用AD0～AD3來(lái)區(qū)分內(nèi)部各寄存器。另外，TDA8007的片選信號(hào)和外部中斷信號(hào)線可以方便讀寫(xiě)器處理多個(gè)IC卡頭。TDA8007的特別硬件ESD處理、接口短路處理、電源出錯(cuò)處理等也給IC卡和IC卡讀寫(xiě)器提供了比較高的安全保護(hù)；同時(shí)，TDA8007內(nèi)部集成的電源管理功能允許TDA8007的供電范圍可達(dá)2.7～6.0V，并且TDA8007通過(guò)電源管理可以給IC卡提供5.0V、3.0V及1.8V的電源，以適合不同工作電壓的IC卡應(yīng)用。 



5 上下電過(guò)程及具體程序 
6 使用TDA8007應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題 
TDA8007對(duì)于Vcc、RST出錯(cuò)，芯片過(guò)熱（如圖IC卡為電源短路卡或金屬片），或IC卡插入拔出時(shí)都會(huì)產(chǎn)生中斷輸出。每次中斷處理結(jié)束，應(yīng)注意把HSR中的值讀入一個(gè)臨時(shí)地址，以便清楚HSR中的標(biāo)志。 
每次發(fā)送數(shù)據(jù)到IC前，即接收IC卡的最后一個(gè)數(shù)據(jù)之前，應(yīng)設(shè)置寄存器UCR1中的LCT位，以便接收完IC卡的數(shù)據(jù)后，自動(dòng)切換成發(fā)送狀態(tài)。 
對(duì)TDA8007部分布線時(shí)應(yīng)注意，時(shí)鐘信號(hào)線與其它線的隔離：最好被地線包圍。 
對(duì)于電路板上TDA8007部分的電容應(yīng)盡量靠近TDA8007，其中電容Cap、Cbp、Cup尤其如此，并最好不要在這些電容連向TDA8007引腳過(guò)程中使用過(guò)孔；同時(shí)，Cap、Cup、Cbp電容的ESR要盡量小。 
對(duì)TDA8007處理的兩個(gè)IC卡座中的任何一個(gè)執(zhí)行上電、下電、讀寫(xiě)卡操作之前，必須執(zhí)行選擇卡座的操作函數(shù)，以便選中具體的IC卡進(jìn)行處理。 
對(duì)IC卡操作中上電時(shí)序中的定時(shí)，讀寫(xiě)卡字節(jié)間等待定時(shí)等都可使用TDA8007中的定時(shí)器及定時(shí)控制器操作，注意其定時(shí)器為向下計(jì)數(shù)方式。 
結(jié)語(yǔ) 
本文主要從CPU IC卡的T=0的協(xié)議出發(fā)，介紹此類(lèi)IC讀寫(xiě)器設(shè)計(jì)的一些技術(shù)問(wèn)題。值得指出的是，T=0協(xié)議僅僅是IC卡與外界數(shù)據(jù)交換的一種傳輸協(xié)議，只要在軟件上適當(dāng)修改并利用接口芯片TDA8007突出的處理能力，本讀寫(xiě)器完全可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其它ISO7816卡、EMV、GSM`11-11卡的讀寫(xiě)。  
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