第9章IC卡的接口設(shè)備本章主要內(nèi)容9.1IC卡接口設(shè)備的組成9.2IC卡適配插座（IC卡座）9.3IC卡的接口電路和讀寫控制9.4IC卡的應(yīng)用設(shè)備9.5讀寫器（接口設(shè)備）規(guī)范9.1IC卡接口設(shè)備的組成IC卡接口設(shè)備（又稱讀寫器/讀寫機具），是連接IC卡和應(yīng)用系統(tǒng)的橋梁。

9.1.1

IC卡接口設(shè)備的基本功能

IC卡插入/退出的識別與控制（接觸式卡）

IC卡進/出RF區(qū)的識別和控制（非接觸式卡）向IC卡提供電源與時鐘與IC卡交換數(shù)據(jù)，并提供控制信號提供加/解密處理與密鑰管理機制與上級設(shè)備交換數(shù)據(jù)，并提供控制信號讀卡器計算機非接觸式IC卡SHC1101輸入輸出微處理器

讀寫器專用芯片SHC1501射頻模塊天線非接觸式IC卡接口設(shè)備總體結(jié)構(gòu)框圖接觸式IC卡的適配插座是構(gòu)成IC卡和IC卡接口設(shè)備間的物理連接部件。9.2IC卡適配插座（IC卡座）9.2.1IC卡適配插座的結(jié)構(gòu)形式1、觸點的接觸方式滑觸式結(jié)構(gòu)：IC卡插入或退出時，滑過不相關(guān)的位置，滑接在固定的位置上。著陸式結(jié)構(gòu)：IC卡插入時，觸點與卡同步運動，逐步下壓，穩(wěn)定在最終位置。2、卡的進退形式推入－拉出結(jié)構(gòu)推入－推入彈出結(jié)構(gòu)壓入－彈出結(jié)構(gòu)壓入－電磁彈出結(jié)構(gòu)電動式入出卡控制結(jié)構(gòu)9.3IC卡的接口電路和讀寫控制9.3.1接觸式IC卡的接口電路1、IC卡的接口電路IC卡的接口電路是連接IC卡和讀寫機具的通路，由它實現(xiàn)對IC卡的供電，并滿足不帶電拔插的要求。保證IC卡不帶電拔插；但是邏輯電路的輸出“1”和“0”，都是帶電的，故要有專門的接口電路。IC卡數(shù)據(jù)接口電路工作原理：1、電路采用OC開路輸出和二極管保護式輸入結(jié)構(gòu)；2、當IC卡處于供電時，OC門通過上拉電阻R與電源連通，IC卡處于上電狀態(tài)；3、當IC卡處于下電時，OC門的上拉電阻R與電源斷開，IC卡不帶電。OC門電路可以與CMOS、TTL電路兼容；上升沿阻尼大；作為CPU卡的時鐘驅(qū)動電路時，由于時鐘頻率通常為3.57MHz，有可能丟失時鐘；電路特點：原理分析：CLK＝‘0’Ud=UDD＋0.7CLK＝‘1’Ud=－0.72、IC卡接口設(shè)備的供電電路IC卡接口設(shè)備中的IC卡供電電路是一個相對獨立于其他回路，并提供完善的過流保護措施的穩(wěn)壓電路，當卡插入時，接口設(shè)備開始向IC卡提供所需的電力。100mA短路保護150～200mA卡離開該位置，適配器就會發(fā)出相反的信號。插入的識別過程必須加入消顫處理?？ㄒ巡宓轿唬琁C卡適配插座就會給出一個開關(guān)接通（或斷開）的信號。消顫控制程序：JNBIC_SW,Recog；若無卡插入，等待LCALLDelay-5ms；延遲5msJNBIC_SW,Recog；再次判斷，若無卡輸入等待RET2、IC卡的上電/下電的控制IC卡的供電控制是一個直接涉及是否能安全可靠地操作IC卡的過程。必須嚴格遵循ISO7816－3規(guī)定的操作順序。（1）IC卡的激活（上電過程）：－RST處于L狀態(tài)－UCC供電－接口設(shè)備處于接收方式－UPP上升為空閑狀態(tài)－CLK由相應(yīng)穩(wěn)定的時鐘提供（2）IC卡的去激活（下電過程）：－RST處于L狀態(tài)－UCC關(guān)閉－I/O為狀態(tài)A－UPP不起作用－CLK為狀態(tài)L同步卡和異步卡時鐘加載過程不同，靠程序來進行識別。見書P255。異步IC卡的接口電路Q1Q2fCP＝14.31MHzfQ1＝7.155MHzfQ2＝3.57MHz3、IC卡的讀寫技術(shù)IC卡的讀寫方式或數(shù)據(jù)協(xié)議方式是不同的，ISO7816標準對異步型IC卡的讀寫協(xié)議作了充分的定義，而對于同步型IC卡，則定義了復(fù)位響應(yīng)過程的協(xié)議標準，好在許多IC卡都以ISO7816同步復(fù)位響應(yīng)協(xié)議作為IC卡的數(shù)據(jù)讀協(xié)議方式。（1）同步IC卡讀操作的實現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀出過程分為三個基本過程：復(fù)位、數(shù)據(jù)字段的定位和數(shù)據(jù)的讀出。數(shù)據(jù)字段的定位

數(shù)據(jù)字段的定位是以復(fù)位后的時鐘數(shù)目來定標的，設(shè)R2，R3為所定位的位地址數(shù)，R2為高位字節(jié)。則定位子程序：SYNPOS:LCALLSYSRST；IC卡復(fù)位SP1:CJNER3，＃00H，SP3；判低位CJNER2，＃00H，SP2；判高位RETSP2：DECR2；高位減1SP3：DECR3；低位減1SETBCLK；開始建立一個時鐘脈沖LCALLDelay_10μs；延遲10μsCLRCLK;LCALLDelay_10μs；時鐘脈沖結(jié)束JMPSP1；繼續(xù)下一次數(shù)據(jù)的讀出過程設(shè)R2，R3為被讀的起始地址，R4為數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)。讀出的數(shù)據(jù)被保存在R0的起始地址，遞增若干個字節(jié)。SYNREAD:LCALLSYSPOS；定位到起始地址SETBDATAIN；使能數(shù)據(jù)輸入線SR1:MOVR5，＃08H；置移位次數(shù)為8次（一個字節(jié)）SR2：RLCA；A寄存器循環(huán)左移，C的內(nèi)容進入A最低位LCALLDelay_10μs；延遲10μsCLRCLK；LCALLDelay_10μs；延遲10μsDJNZR5，SR2；判斷是否接收完一字節(jié)，若是繼續(xù)，否則轉(zhuǎn)到SR2，MOV◎R0，A；將字節(jié)內(nèi)容送R0單元INCR0；地址加1DJNZR4，SR1；判斷是否接收完R4個字節(jié)，若是繼續(xù)，否則轉(zhuǎn)到SR1，繼續(xù)接收RET；異步通信接口的初始化設(shè)置為：通信速率初始設(shè)置為9600bps。

1個起始位

8個數(shù)據(jù)位

1個奇偶校驗位

2個停止位異步型IC卡大多擁有微處理器，在MCS－51或MC68系列微處理器，設(shè)置有異步通信與I/O的復(fù)用功能，利用這功能，配合相應(yīng)的程序，可完整實現(xiàn)IC卡的接口數(shù)據(jù)協(xié)議。9.3.3非接觸式IC卡讀寫機具的現(xiàn)狀非接觸式IC卡讀寫機具內(nèi)設(shè)置有RF電路和天線，市場出現(xiàn)較晚，供應(yīng)商不多。1、TypeA型非接觸式卡及其讀寫機具源于Philips公司，是專利產(chǎn)品，數(shù)據(jù)加密是保密的，因此使用Mifare卡還要用Philips的讀寫器。2、TypeB型非接觸式卡產(chǎn)品較多。以色列OTI公司對非接觸式卡系統(tǒng)的發(fā)射和接收部分有深入的研究。9.4IC卡的應(yīng)用設(shè)備面向應(yīng)用需求，實現(xiàn)應(yīng)用所需的功能操作；完成與IC卡的數(shù)據(jù)交換。IC卡的應(yīng)用設(shè)備主要完成兩方面的工作：IC卡的應(yīng)用設(shè)備的分類：應(yīng)用的IC卡數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)明確，用戶只需建立IC卡發(fā)行管理體系；即IC卡專用設(shè)備用戶在購買IC卡設(shè)備后，需進行二次開發(fā)才能使用的設(shè)備；即IC卡通用設(shè)備9.4.1專用的IC卡應(yīng)用設(shè)備IC卡水、電、煤氣表；IC卡電話；IC卡自動售貨機；IC卡POS機；IC卡讀寫器；9.4.2通用型的IC卡應(yīng)用設(shè)備通用型IC卡應(yīng)用設(shè)備與專用型IC卡應(yīng)用設(shè)備的區(qū)別：專用IC卡設(shè)備可以直接安裝使用，可內(nèi)裝與應(yīng)用有關(guān)的其他設(shè)備；通用型IC卡應(yīng)用設(shè)備一般只具備讀寫功能，與其他設(shè)備的連接則以標準數(shù)據(jù)接口方式提供；通用型IC卡應(yīng)用設(shè)備支持的卡種類多；通用型IC卡應(yīng)用設(shè)備提供開發(fā)平臺，供二次開發(fā)使用；9.5讀寫器（接口設(shè)備）規(guī)范將應(yīng)用設(shè)備發(fā)出的命令傳遞給IC卡；

IC卡將處理結(jié)果通過讀寫器發(fā)回給應(yīng)用。IC卡的應(yīng)用設(shè)備主要用來運行應(yīng)用程序的。可以是計算機或是其他設(shè)備。所以，讀寫器（接口設(shè)備）是應(yīng)用設(shè)備與IC卡之間的設(shè)備，其作用：IC卡讀寫器的標準應(yīng)包括三個方面：應(yīng)用與讀寫器的接口標準；

讀寫器本身的標準；讀寫器與IC卡之間的標準；9.5.1IC卡讀寫機通用規(guī)范簡介－接觸式IC卡1、對讀寫機的功能要求：具有識別IC卡真?zhèn)蔚哪芰?，相互確認時間不應(yīng)超過一定值；顯示：具有顯示數(shù)字、英文和漢字的能力；設(shè)置必要的工作鍵；電源：讀寫機能提供IC卡所需的電壓和電流；存儲器：容量合理配置、信息能保存10年以上；通信接口：至少能與符合RS－232串行接口標準的計算機相連；手持讀寫機具有脫機工作能力；2、對讀寫機外觀與結(jié)構(gòu)的要求：3、環(huán)境要求：氣候環(huán)境：規(guī)定了工作溫度、相對濕度；機械環(huán)境：對振動、沖擊、碰撞有具體的規(guī)定；4、設(shè)備安全：符合GB－95信息技術(shù)設(shè)備的安全5、可靠性機壽命6、電磁兼容性7、數(shù)據(jù)安全8、測試方法9.5.2應(yīng)用設(shè)備與讀寫器的接口標準1、IC卡應(yīng)用系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)應(yīng)用程序基本應(yīng)用編程接口API

物理接口RS－232/USB接口設(shè)備程序處理IC卡應(yīng)用設(shè)備APD（PC）接口設(shè)備IC卡2、基本應(yīng)用編程接口的信息格式應(yīng)用設(shè)備APD和接口設(shè)備IFD之間的通信永遠是由APD提出的，IFD返回應(yīng)答。信息頭信息體校驗和地址字節(jié)控制字節(jié)信息體長度目的地址源地址該格式基本與T＝1傳輸協(xié)議的命令分組相同。IFD向APD傳送的信息初步?jīng)Q定如下：數(shù)據(jù)（若有）命令執(zhí)行狀態(tài)來自IC卡或IFDSW1SW23、基本應(yīng)用編程接口的命令集基本命令集可分為三類：由接口設(shè)備IFD完成的；異步卡（CPU卡）命令集；同步卡（邏輯加密卡）命令集；（1）接口設(shè)備命