接触式ic卡sle4442卡读写实验.docx

1、接触式ic卡sle4442卡读写实验接触式ic卡sle4442卡读写实验接触式IC卡(SLE4442卡)读写实验1.实验目的了解接触式IC卡的知识，学会如何根据时序逻辑图编写实用程序。2.实验设备及器件IBM PC机一台DP-51PR0C单片机综合仿真实验仪一台三实验内容根据IC卡的读写时序图编写程序，实现IC卡(SLE4442)的读写。四实验要求根据IC卡的时序图编写51单片机程序读写逻辑加密IC卡(SLE4442)读写程 序。五、实验线路与实验原理接触式IC卡的触点定义遵循ISO7816规定，IC卡8个触点分布位置如图3.23所示，对应着DP-51PRO(单片机综合仿真实验仪“ D8IC卡

2、”区IC卡座上方的引线。 本实验使用的是SLE4442卡,SLE4442的触点安排见图3.24。图3.24 IC 卡触点分布图 图3.25 SLE4442的触点安排本实验SLE4442卡与单片机的引脚连线关系见表 3.4。表3.4 SLE4442与单片机引脚连线单片机 实验仪板上对应引线SLE4442引脚P1.0 TP1 I/OP1.1 TP4 CLKP1.2 TP3 RST下面介绍 SLE4442 的有关知识5.1 概述SLE4442是德国西门子(SIMENS公司设计的逻辑加密存储卡。它具有 2K位的 存储容量和完全独立的可编程代码存储器(PSC)。内部电压提升电路保证了芯片能 够以单+5V

3、电压供电，较大的存储容量能够满足通常应用领域的各种需要。因此是 目前国内应用较多的一种 IC 卡芯片。芯片采用多存储器结构， 2 线连接协议 (串 行接口满足ISO7816同步传送 协议)，NMOST艺技术，每字节的擦除/写入编程 时间为2.5ms。存储器具有至少10000次的擦写周期，数据保持时间至少10年。SLE4442 IC 卡主要包括三个存储器 :(1)256x8位EEPRO型主存储器。地址031为保护数据区，该区数据读出不受 限制，写入受保护存储内部数据状态的限制。当保护存储器中第 N位(N=031)为 1 时， 对应主存储器中第 N 个字节允许进行擦除和写入操作。地址 32255

4、后 223 字节为应用 数据区，数据读出不受限制，擦除和写入受加密存储器数据校验 结果的影响。这种加密校验的控制是对整个主存储器实施的 (即包括保护数据区和应用数据区 )。(2)32 x1位PROM型保护存储器。一次性编程以保护主存储器保护数据区，防 止 一些固定的标识参数被改动。保护存储器同样受加密存储器数据校验结果的影响。4x8位EEPRO型加密存储器。第0字节为密码输入错误计数器(EC)。EC 的 有效位 是低三位，芯片初始化时设置成“ 111”。这一字节是可读的。 EC 的 1， 2， 3 字节 为参照字存储区。这 3 个字节的内容作为一个整体被称为可编程加 密代码(PSC)。其读出，

5、写入和擦除均受自身“比较”操作结果的控制图3.26 SLE4442卡的内部结构图5.2传送协议(1)复位和复位响应L . _vcc J如1図叫1叫d词両nJ lEMT TW图3.27复位时序图复位和复位响应是根据ISO7816-3标准来进行的。在操作期间的任意时候都可以复位。开始，地址计数器随一个时钟脉冲而被设置为零。当 RST线从高状态(H)置到低状态（L）时,第一个数据位（LSB）的内容被送到I/O上。若连续输入32个时钟脉 冲，主存储器中 的前四个字节单元中的内容被读出。在第 33个脉冲的下降沿， I/O线被置成高状态而关闭。（2）命令模式复位响应以后，芯片等待着命令。每条命令都以一个“

6、启动状态”开始。整个命令包括3个字节。随后紧跟着一个附加脉冲并用一个“停止状态”来结束操 作。启动状态：在CLK为高状态（H状态）期间，I/O为下降沿时为启动状态。 停止状态:在CLK为高状态（H状态）期间，I/O为上升沿时为停止状态。 在接受一个命令之后，有两种可能的模式：输出数据模式（即读数据）和处理数据模式。 iro 启动状3T 掘倒FL的停止狀査“图3.28命令模式的时序图（3）输出数据模式这种模式是将IC卡芯片中的数据传送个外部设备接口 （IFD）的一种操作。L 茜片静询披ft成高状左命令 1 .刚蠱揖 |宓 iLjzLni _n m n图3.29输出数据模式的时序图在第一个CLK脉

7、冲的下降沿之后，I/O线上的第一位数据变为有效。随后每增 加一个时钟脉冲，芯片内部的一位数据被送到I/O线上。数据的发送从每个字 节的最低位（LSB）开始。当所需要的最后一个数据送出以后，需要在附加一个时钟脉冲来把I/O置成高状态， 以便接受新的命令。在输出数据期间，任何“启动状态”和“停止状态”均被屏蔽掉。(4)处理数据模式这种模式是对IC芯片作内部处理。沁趾理过畀 IOX dJLTTL 一 - FLFLn 佃 _n -I| 1 I他理il帝肝鮒 址援过霍轴臺图3.30处理模式的时序图芯片在第一个脉冲的下降沿将I/O线从高状态拉到低状态并开始处理。此后芯 片在内部连续计时计数，直到低n个时钟

8、脉冲之后的附加一个时钟脉冲的下降沿 I/O 线再次置高， 完成芯片的处理过程。在整个处理过程中I/O线被锁定成低状态。5.3 SLE4442卡的应用1.芯片的复位方式外部复位:SLE4442时基于同步复位响应的传送协议。芯片的复位时序如 前述。(2)加电复位：在把操作电压连接到Vcc段之后，芯片内部进行复位操 作。I/O线被 置为高状态。必须在对任意地址进行读操作或做一个复位响应操作 之后才可以进行数据交 换。(3)中止：在CLK为低状态期间，如果RST置为高状态，则任何操作均无效。 I/O线被锁定到高状态。需要一个最小维持时间 tres=5Us之后，芯片才能接受 新的复位，中止 状态的时序关

9、系如图3.31。中止状态之后，芯片又准备下一个操 作。RST /ires* td4i/o !图3.31中止时序图芯片的操作命令命令格式：(1)每条命令包含三个字节，其排列顺序如下表3.5命令格式W E I h Wrfi LSBMSB It. Ill j J SBMSB-iISAB7 86BS B4 B2 BlSOA 7 AS AS A- A J A2 Al AOD7 D& D号 D4 Di DE llDO(2) SLE4442芯片具有七种命令，其格式和功能见表 3.6；V 1 : ：； m OMi 1A7A0r V5 3 f： ：h i把爭比Jx堆虬笹諭Hid如 i. .iA . ：规isfJ

10、4Hi irftTW 巾嚣悄E畋IV Hid3CMaiitn . . i. ；.1 i iJ1I1Ji 11* if -nUbTtiitWjtJEiil ft协魄hi瓷储挣QI1 ”HiJMA31H曲it敦出如检SftSfc機址-吧呵l注意：每个字节来说总是从最低LSB开始读出。写入时首先传送的也是字节的 最低为(LSB)。对保护存储器进行修改时，输入数据必须与原有数据相等，才能正 确保护。比较校验数据流程如下。忧事世*崖牺*序蟲駁图3.32比较校验数据的程序流程图六实验步骤1.在DP-51PR0（单片机综合仿真实验仪上按表 3.4（SLE4442与单片机引脚连 线）在A2区和D6区之间连接好

11、IC卡与单片机之间的连线。2.将SLE4442卡触点朝下插入IC卡座中。3.运行” SLE4442实验程序”（实验程序一）。4.运行C51开发环境观察程序运行结果。实验程序一、从主存储区的0地址读8个字节ORG 8000HAJMP MAINORG 8100HMAIN:MOV SP,#60H ;设置栈底Readn sert_Card:MOV ByteNum, #08HMOV StartAdr, #00H ; 从主存储区的 0 地址读 8 个字节LCALL ReadCardJMP Read_Insert_Card$INCLUDE(SLE4442.INC) ;包含 SLE4442 驱动程序JEND在

12、 JMP Read_Insert_Card 处设置断点，观察 RecBuf 的内容， RecBuf 的定 义见 SLE4442.INC 文件。 LE4442.INC 的源码及注释请见 SLE4442. INC 文件. 实 验程序二、 从 0x20 地址开始写入 2 个数据 0x55 和 0x66， 再读出来， 由于 SLE4442 写主存储器时需要验证密码， 所以执行下面的程序时请确保你 SLE4442 卡的 密码的正确性， 如果密钥错误，你的 SLE4442 校验三次便会锁死报废。 ORG 8000HAJMP MAINORG 8100HMAIN:MOV SP,#60H ;设置栈底Write_

13、Read_Card:MOV R0,#PSWD密码缓冲区首址MOV R0,#0x11INC R0MOV R0,#0x22INC R0MOV R0,#0x33 输; 入密码 : 填充密码缓冲区 LCALL CheckPassword ; 校验密码JNZ WRExit ; 如果校验不成功 , 退出; 密码校验成功 , 进入写卡程序MOV R0,#WriteBuf ;WriteBuf 为写卡缓冲区首址 MOV R0,#0x55INC R0;MOV R0,#0x66 填; 充写缓冲区MOV ByteNum,#0x02MOV StartAdr,#0x20LCALL WriteCard ; 调用写卡子程序J

14、NZ WRExit ; 如果写不成功 , 退出MOV ByteNum,#0x02 ;下面读出刚刚写入的数据 MOV StartAdr,#0x20LCALL ReadCard; 如果读成功，才可以执行这个循环，在此设置断点 , JZ Write_Read_Card; 观察读缓冲区内容WRExit:MOV A,#00H ;在此设置断点$INCLUDE(SLE4442.INC) ;包含 SLE4442 驱动程序 ;END请在 JZ Write_Read_Card 语句处设置断点，在读成功时可以观察读缓冲区的 数据。在 MOV A, #00H 语句处设置断点，这样当发生错误时程序不乱跑。 七、实验思考题(1)如果单片机的晶振频率选用24MHz程序应该做那些修改，才能正确读写SLE4442 卡。(2) 编程序，根据 SLE4442 的时序图用 C 语言编写读写程序。