IC卡接口芯片TDA8007的读写器设计

5 上下电过程及具体程序

图4为IC卡的上电时序图。要实现之，需对PCR进行写操作。其中START=PCR.0，RSTIN=PCR.2，VUP上升表示激活了 TDA8007中的电压转换电路。当START置高时，只要能检测到选定卡槽中的IC卡存在，且没有TDA8007能检测到并在HSR中指示的硬件错误出现，则对应IC卡接口的VCC1或VCC2将能被提供响应的电平(5V、3V或1.8V)。随后对应卡的I/O数据线被置成高状态(Z状态)，给IC卡提供设定的时钟信号，常用为3.5712MHz。大约在START置高108ETU后，RSTIN置高。因为RST为RSTIN的拷贝，则对应卡的RST被置高。然后，用TDA8007提供的定时器TOR3、TOR2设定对ATR(Answer To Request)即复位应答首字节的最大等待时间120ETU(Element Time Unit)，TOC设定定时器工作方式，便开始等待ATR首字节到来后做相应处理。至此，IC卡上电激活工作完成，随后可以根据ATR字节的要求的工作方式对IC卡进行相应的读写处理。具体见上电程序。



TDA8007寄存器访问的预定义
#include
#define XXX XBYTE[0x8000]//XXX表示CSR等各寄存器上电程序如下：
P1.5=0; //片选TDA8007
CSR&=0xf8;
CSR|=ncard; //选择卡，ncard=1,2
CSR&=0xf7;
CSR|=0xf7;
CSR|=0x08; //复位UART的寄存器
UCR2&=0xf7; //异步模式，SAN=0
CCR&=0xdf; //时钟停止于低电平
UCR2|=0x60; //关闭附加中断及收发中断
GTR=0xff; //保持时间12ETU
If(v==1) //v为函数变量
PCR|=0x08; //1.8V卡用
else if(v==3)
PCR|=0x02; //3V卡用
Else
PCR&=0xfd; //5V卡用
UCR2&=0xfc; //CKU=PSC=0,--31
FCR=0x00; //1奇偶校验1FIFO
PDR=0x0c; //Divider=12
CCR=0x00; //不分频
PCR&=0xfb; //RSTIN=0
UCR2|=0x04; //不自动转换
UCR1=0x01; //正向约定
UCR1&=0xf7; //接收模式
flag3=0; //复位定时标志
flagatr=0; //接收ATR首字节定时标志
PCR|=0x01; //激活
TOR2=0x6c;
TOR3=0x00;
TOC=0x61; //RST拉高前等待108ETU

while(flag3==0); //定时时间到，在中断中设置flag3=1
TOC=0x00; //关闭定时器
PCR|=0x04; //给复位拉高
TOR2=0x78;
TOR3=0x00;
TOC=0x61; //RST拉高前等待
flagatr=1;
ATR(); //复位应答处理函数

图5为IC卡的下电时序图。相对于上电时序，下电过程对时间的要求不是很严格，只要设计者控制TDA8007按照一定的顺序置低START、 RSTIN和停止CLK即可，然后TDA8007会自动逐步释放RST、I/O、Vcc及VUP。具体处理见下电程序。



下电程序：
P15=0;
PCR&=0xfe; //START=0;下电
PCR&=0xfb; //卡的复位脚保持0
CCR&=0xdf; //停止时钟于低
CCR|=0x10; //停止时钟
P15=1;

6 使用TDA8007应当注意的问题

TDA8007对于Vcc、RST出错，芯片过热(如图IC卡为电源短路卡或金属片)，或IC卡插入拔出时都会产生中断输出。每次中断处理结束，应注意把HSR中的值读入一个临时地址，以便清楚HSR中的标志。

每次发送数据到IC前，即接收IC卡的最后一个数据之前，应设置寄存器UCR1中的LCT位，以便接收完IC卡的数据后，自动切换成发送状态。

对TDA8007部分布线时应注意，时钟信号线与其它线的隔离：最好被地线包围。

对于电路板上TDA8007部分的电容应尽量靠近TDA8007，其中电容Cap、Cbp、Cup尤其如此，并最好不要在这些电容连向 TDA8007引脚过程中使用过孔;同时，Cap、Cup、Cbp电容的ESR要尽量小。

对TDA8007处理的两个IC卡座中的任何一个执行上电、下电、读写卡操作之前，必须执行选择卡座的操作函数，以便选中具体的IC卡进行处理。

对IC卡操作中上电时序中的定时，读写卡字节间等待定时等都可使用TDA8007中的定时器及定时控制器操作，注意其定时器为向下计数方式。

结语

本文主要从CPU IC卡的T=0的协议出发，介绍此类IC读写器设计的一些技术问题。值得指出的是，T=0协议仅仅是IC卡与外界数据交换的一种传输协议，只要在软件上适当修改并利用接口芯片TDA8007突出的处理能力，本读写器完全可以实现对其它ISO7816卡、EMV、GSM`11-11卡的读写。

参考文献

   1. 王爱英 智能卡技术-IC卡 2000
   2. 张井合.吴今培.张其善 CPU卡中 T=0通讯协议的分析与实现 [期刊论文] -电子技术应用2002(9)
   3. 陈峰.尹寒 CPU 卡的接口特性、传输协议与读写程序设计 [期刊论文] -单片机与嵌入式系统应用2002(1)
   4. Philips的TDA8007技术文档

作 者：上海交通大学 罗勇进 路林吉  
来 源：单片机与嵌入式系统应用2004（1）