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      1. 加密IC卡保險柜控制器的設計

        時間:2023-03-18 22:36:28 理工畢業(yè)論文 我要投稿
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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。

        隨著社會的進步和為民生活水平的提高,為們出差、旅游和度假的機會日益增加。在賓館、飯店等居住場所都需要一保險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其安全性和靈活性要求,把應用愈來愈廣泛的IC卡技術應用到保險柜上,可以充分滿足這方面的需求。例如,根據(jù)客戶要求,可以給每個房間配備一個帶有IC卡電子門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(tǒng)的主要任務是完成對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卡簡介

        目前市場上的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)用戶的要求和市場的供給情況選用了SIEMENS公司設計的SLE4442卡。此卡的特點是:

        (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)串行口滿足ISO7816同步傳遞協(xié)議;

        (4)每一字節(jié)的擦除/寫入時間為2.5ms;

        (5)存儲器可擦除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候進行。在復位響應期間,任何開始和停止條件均被禁止。復位與復位響應時序如圖2所示。

        (2)命令方式

        每個命令由起始條件、1個3字節(jié)長的命令和停止條件構成。命令方式時序如圖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)至接口設備IFD。在CLK上第一個下降沿后,I/O上第一位有辯效,最后一個數(shù)據(jù)位之后,需要一個額外的時鐘脈沖,以設置I/O處于高狀態(tài),同時準備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)方式時序如圖4所示。

        (4)處理方式

        在第一個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被設置成高狀態(tài)H結束。在這種方式下,任何開始和停止條件均被禁止。處理方式時序如圖5所示。

        SLE4442卡共有7個命令,每個命令包括3個字節(jié),其命令格式及功能如表1所列。

        表1 SLE4442命令

        字節(jié)1控制字節(jié)字節(jié)2地址字節(jié)字節(jié)3數(shù)據(jù)字節(jié)操 作B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0A7A0D7D00 0 1 1 0 0 0 0地址無 效讀/從給定的字節(jié)地址至用戶存儲器結束0 0 1 1 1 0 0 0地址輸入數(shù)據(jù)編程輸入地址對應的用戶存儲區(qū)0 0 1 1 0 1 0 0無效無 效讀保護存儲器0 0 1 1 1 1 0 0地址無 效寫保護存儲器中的保護位0 0 1 1 0 0 0 1地址無 效讀保密存儲器0 0 1 1 1 0 0 1地址輸入數(shù)據(jù)寫/編程輸入址對應的保密存儲器0 0 1 1 0 0 1 1地址輸入數(shù)據(jù)比較可編程密碼PSC字節(jié)

        這里只介紹比較可編程密碼PSC命令的使用。比較過程由4個步驟組成:

        ①寫錯誤計數(shù)器EC(至少1位)。地址0。密碼比較結果將在錯誤計數(shù)器中反饋,3次密碼出錯IC卡被阻塞。

        ②比較PSC字節(jié)1,地址1。寫完錯誤計數(shù)器之后,以不同的命令格式送入3個密碼字節(jié)。密碼比較成功,將通過刷新錯誤計數(shù)器來識別,然后施加上操作電壓,就可以對所有存儲器進行讀寫操作了。

        ③比較PSC字節(jié)2,地址2。

        ④比較PSC字節(jié)3,地址3。

        芯片在出廠時可根據(jù)用戶

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