專利名稱：一種多路接觸式密鑰ic卡讀寫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于票卡讀寫器領(lǐng)域，涉及一種票卡讀寫器的密鑰模塊讀寫裝置。
背景技術(shù)：
電子票卡被廣泛地用于食堂就餐卡、電話卡、公共事業(yè)收費(fèi)卡等場(chǎng)合。由于電子票卡中包含錢包等敏 感數(shù)據(jù)，因此需要采用密鑰保護(hù)。票卡讀寫器在對(duì)電子票卡進(jìn)行操作時(shí)，首先需要獲取該票卡的密鑰。因此票卡讀寫器中需要安裝電子票卡的密鑰計(jì)算模塊。在實(shí)踐中，密鑰計(jì)算模塊通常是一種接觸式智能IC卡，通過裝載特殊的卡片操作系統(tǒng)(COS)實(shí)現(xiàn)密鑰的計(jì)算功能。接觸式IC卡是一種規(guī)范的產(chǎn)品，不論其外形，還是其內(nèi)部芯片的電氣特性，都需滿足IS0/IEC 7816協(xié)議。接觸式IC卡包含如下觸點(diǎn):供電腳，用于接入外部的電源；地腳，用于接入外部的電源地；復(fù)位腳，用以接收負(fù)脈沖實(shí)現(xiàn)對(duì)IC卡進(jìn)行復(fù)位；時(shí)鐘腳，用以接收外部的時(shí)鐘信號(hào)；數(shù)據(jù)腳，用以數(shù)據(jù)的輸入和輸出。由于票卡處理器往往需要處理多個(gè)發(fā)卡方發(fā)行的票卡，因此票卡讀寫器內(nèi)往往需要安裝多個(gè)密鑰模塊，這要求讀寫器的微處理器需要具備接入多路的IS07816的能力。目前讀寫器的微處理器與智能卡間的接口形式有以下幾種:
1.微處理器自帶IS07816接口。由于只有少數(shù)微處理器帶IS07816接口，對(duì)微處理器選型帶來較大的限制。且這些微處理器往往只帶有一路IS07816接口，無法對(duì)多個(gè)智能卡進(jìn)行讀與。2.微處理器采用專門的接觸式IC卡接口芯片對(duì)智能卡進(jìn)行操作。由于單路的IS07816接口芯片只支持一路的智能IC卡，因此多路智能IC卡需要使用多個(gè)IS07816接口芯片、成本較高。此外使用專用芯片，需要開發(fā)專門的接口軟件。3.微處理器使用I/O管腳，以軟件模擬IS07816邏輯的時(shí)序。由于IS07816對(duì)時(shí)序的精度要求較高，用軟件模擬較為復(fù)雜，通常需要匯編編程以滿足精確的時(shí)序要求，編程十分復(fù)雜，且需要消耗大量的CPU計(jì)算資源。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題:本發(fā)明提供一種成本低廉、調(diào)試簡(jiǎn)單、可提高票卡處理效率的多路接觸式密鑰IC卡讀寫裝置。技術(shù)方案:本發(fā)明的多路接觸式密鑰IC卡讀寫裝置，包括數(shù)據(jù)發(fā)送電路和數(shù)據(jù)接收電路，數(shù)據(jù)發(fā)送電路包括第一 MOS場(chǎng)效應(yīng)管、第二 MOS場(chǎng)效應(yīng)管、第一上拉電阻和η個(gè)并聯(lián)的通道選通電路，第一 MOS場(chǎng)效應(yīng)管的源極接地，漏極接第一上拉電阻和第二 MOS場(chǎng)效應(yīng)管的柵極，第二 MOS場(chǎng)效應(yīng)管的源極接地，漏極與η個(gè)并聯(lián)的通道選通電路的公共端連接，通道選通電路包括第三MOS場(chǎng)效應(yīng)管和第二上拉電阻，第三MOS場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與第二上拉電阻連接，η個(gè)第三MOS場(chǎng)效應(yīng)管的源極連接成公共端；數(shù)據(jù)接收電路包括第四MOS場(chǎng)效應(yīng)管、第三上拉電阻和η個(gè)鍺二極管，第四MOS場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與第三上拉電阻連接，η個(gè)鍺二極管的負(fù)極與第四MOS場(chǎng)效應(yīng)管的源極連接，η個(gè)鍺二極管與η個(gè)通道選通電路一一對(duì)應(yīng)，鍺二極管的正極與第三MOS場(chǎng)效應(yīng)管的漏極連接，第一 MOS場(chǎng)效應(yīng)管的柵極和第四MOS場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接。有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明的接口電路只使用微處理器的一路異步串行通信接口和若干I/o腳資源，這些資源是絕大多數(shù)的微處理器都具備的。本發(fā)明只采用少量半導(dǎo)體器件和電阻即可實(shí)現(xiàn)多路IS07816接口，成本低廉、調(diào)
試簡(jiǎn)單。本發(fā)明通過設(shè)置不同的異步串行通信接口的波特率以支持常見各種速率的密鑰IC卡。除在數(shù)據(jù)通信前需設(shè)置相應(yīng)的通道的選擇I/O腳狀態(tài)和重新設(shè)置異步串行通信接口的波特率外，本發(fā)明對(duì)密鑰IC卡進(jìn)行操作的數(shù)據(jù)通信方式與常用的普通微處理器的異步串行通信接口收發(fā)數(shù)據(jù)的通信方式相同，程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。由于程序中，異步串行通信接口數(shù)據(jù)通信通?？梢圆捎弥袛嗟姆绞焦ぷ?，因此使用本發(fā)明在對(duì)密鑰IC卡進(jìn)行通信時(shí)，讀寫器處理器可以同步進(jìn)行其它的處理，提高票卡的處理效率。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖2是本發(fā)明通/[目流程不意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的多路接觸式密鑰IC卡讀寫裝置，包括數(shù)據(jù)發(fā)送電路I和數(shù)據(jù)接收電路2，數(shù)據(jù)發(fā)送電路I包括第一 MOS場(chǎng)效應(yīng)管11、第二 MOS場(chǎng)效應(yīng)管12、第一上拉電阻13和η個(gè)并聯(lián)的通道選通電路14。微處理器異步串行通信的數(shù)據(jù)輸出腳作為數(shù)據(jù)發(fā)送電路的輸入接第一 MOS場(chǎng)效應(yīng)管11的柵極，第一 MOS場(chǎng)效應(yīng)管11源極接地，漏極接第一上拉電阻13，形成一個(gè)反相器，第一 MOS場(chǎng)效應(yīng)管的漏極為該反向器的輸出，接第二 MOS場(chǎng)效應(yīng)管12的柵極；第二 MOS場(chǎng)效應(yīng)管12的源極接地，漏極與η個(gè)并聯(lián)的通道選通電路14的公共端連接，通道選通電路14包括第三MOS場(chǎng)效應(yīng)管141和第二上拉電阻142，第三MOS場(chǎng)效應(yīng)管141的漏極與第二上拉電阻142連接并與密鑰IC卡的數(shù)據(jù)腳相連，η個(gè)第三MOS場(chǎng)效應(yīng)管141的源極連接成公共端，每一路的通道選通電路與第二 MOS場(chǎng)效應(yīng)管12分別組成一路與非門電路，每一路的通道選通電路的第三MOS場(chǎng)效應(yīng)管141的漏極為該路與非門的輸出，一一對(duì)應(yīng)地接η個(gè)密鑰IC卡的數(shù)據(jù)腳；微處理器還需要提供η個(gè)I/O接口并一一對(duì)應(yīng)地與η個(gè)通道選通電路的第三MOS場(chǎng)效應(yīng)管141的柵極連接，在工作時(shí)，只有一路被選通的密鑰IC卡通道對(duì)應(yīng)的I/o接口狀態(tài)為高，其它I/O接口狀態(tài)保持為低。當(dāng)微處理器通過異步串行通信接口向密鑰IC卡發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，若數(shù)據(jù)位為高，第一MOS場(chǎng)效應(yīng)管11導(dǎo)通，漏極狀態(tài)為低，第二MOS場(chǎng)效應(yīng)管12截止，此時(shí)所有的通道選通電路的第三MOS場(chǎng)效應(yīng)管141截止，第三MOS場(chǎng)效應(yīng)管141的漏極輸出為高；若數(shù)據(jù)位為低，第一 MOS場(chǎng)效應(yīng)管11截止，漏極狀態(tài)為高，第二 MOS場(chǎng)效應(yīng)管12導(dǎo)通，此時(shí)若某通道選通電路的第三MOS場(chǎng)效應(yīng)管141的柵極為高，則該第三MOS場(chǎng)效應(yīng)管141導(dǎo)通，漏極輸出為低，若某通道選通電路的第三MOS場(chǎng)效應(yīng)管141的柵極為低，則該第三MOS場(chǎng)效應(yīng)管141截止，漏極輸出為高。由此，實(shí)現(xiàn)通過異步串行通信接口向指定的通道的密鑰IC卡數(shù)據(jù)腳發(fā)送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)接收電路2包括第四MOS場(chǎng)效應(yīng)管21、第三上拉電阻22和η個(gè)鍺二極管23，第四MOS場(chǎng)效應(yīng)管21的漏極與第三上拉電阻22連接，η個(gè)鍺二極管23的負(fù)極與第四MOS場(chǎng)效應(yīng)管21的源極連接，η個(gè)鍺二極管23與η個(gè)通道選通電路14——對(duì)應(yīng)，鍺二極管23的正極與第三MOS場(chǎng)效應(yīng)管141的漏極連接，鍺二極管23的負(fù)極分別接各密鑰IC卡的數(shù)據(jù)腳，第一 MOS場(chǎng)效應(yīng)管11的柵極和第四MOS場(chǎng)效應(yīng)管21的柵極以及微處理器的異步串行通信接口數(shù)據(jù)輸出腳連接，第四MOS場(chǎng)效應(yīng)管21的漏極接微處理器的異步串行通信接口的數(shù)據(jù)輸入腳。異步串行通信接口的數(shù)據(jù)輸出腳為整個(gè)接收電路的使能端，當(dāng)該使能端狀態(tài)為低時(shí)，第四MOS場(chǎng)效應(yīng)管21截止，漏極狀態(tài)為高；當(dāng)該使能端狀態(tài)為高時(shí)，若所有的密鑰IC卡輸出為高時(shí)，η個(gè)鍺二極管23的正極連接的公共端狀態(tài)為高，第四MOS場(chǎng)效應(yīng)管21截止，漏極狀態(tài)為高，若其中某一路的密鑰IC卡輸出為低時(shí)，η個(gè)鍺二極管23的正極連接的公共端狀態(tài)為高，第四MOS場(chǎng)效應(yīng)管21導(dǎo)通，漏極狀態(tài)為低。因此，該接收電路只在串行通信接口的數(shù)據(jù)輸出腳保持為高時(shí)工作，實(shí)現(xiàn)密鑰IC卡向異步串行通信接口的數(shù)據(jù)接收腳發(fā)送數(shù)據(jù)的功能。本發(fā)明中，使用有源晶振的輸出與所有的密鑰IC卡的時(shí)鐘腳相連，向密鑰IC卡提供時(shí)鐘信號(hào)，該時(shí)鐘信號(hào)不能超過5Μ ΗΖ，通常選用3.5712Μ HZ頻率。微處理器還需要η個(gè)I/O接口分別用以復(fù)位各密鑰IC卡，η個(gè)用作對(duì)密鑰IC卡進(jìn)行復(fù)位的I/o接口分別與各個(gè)密鑰IC卡的復(fù)位腳相連。在對(duì)某一路密鑰IC卡進(jìn)行復(fù)位時(shí)，微處理器向該路密鑰IC卡對(duì)應(yīng)的復(fù)位用I/O接口輸出寬度為0.1秒以上的負(fù)脈沖，并保持其他所有的復(fù)位用I/o腳狀態(tài)為高，即實(shí)現(xiàn)對(duì)密鑰IC卡的復(fù)位。本發(fā)明中，微處理器在對(duì)密鑰IC卡進(jìn)行讀寫時(shí)，首先需將相應(yīng)IC卡通道的選擇I/O腳狀態(tài)置高，其他通道選擇I/O腳狀態(tài)置低；其次設(shè)置串口的波特率，串口波特率=時(shí)鐘頻率X密鑰IC卡波特率矯正參數(shù)+密鑰IC卡時(shí)鐘率轉(zhuǎn)換因子；設(shè)置串口為8位數(shù)據(jù)位、偶檢驗(yàn)、I位停止位模式，其后即可使用異步串行通信接口以異步通信的方式與密鑰IC卡進(jìn)行通信。本發(fā)明中，當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后異步串行通信接口收到的第一個(gè)字符發(fā)生錯(cuò)誤，則微處理器重新通過異步串行通信接口發(fā)送數(shù)據(jù)幀；當(dāng)異步串行通信接口后續(xù)接收到的數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤或接收到的數(shù)據(jù)不符合IS07816的規(guī)定，則對(duì)該路密鑰IC卡進(jìn)行復(fù)位操作。以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種多路接觸式密鑰IC卡讀寫裝置，其特征在于，該裝置包括數(shù)據(jù)發(fā)送電路(I)和數(shù)據(jù)接收電路(2)，所述數(shù)據(jù)發(fā)送電路(I)包括第一 MOS場(chǎng)效應(yīng)管(11)、第二 MOS場(chǎng)效應(yīng)管(12)、第一上拉電阻(13)和η個(gè)并聯(lián)的通道選通電路(14)，所述第一 MOS場(chǎng)效應(yīng)管(11)的源極接地，漏極接第一上拉電阻(13)和第二 MOS場(chǎng)效應(yīng)管(12)的柵極，所述第二 MOS場(chǎng)效應(yīng)管(12)的源極接地，漏極與η個(gè)并聯(lián)的通道選通電路(14)的公共端連接，所述通道選通電路(14)包括第三MOS場(chǎng)效應(yīng)管(141)和第二上拉電阻(142)，所述第三MOS場(chǎng)效應(yīng)管(141)的漏極與第二上拉電阻(142)連接，η個(gè)第三MOS場(chǎng)效應(yīng)管(141)的源極連接成公共端; 所述數(shù)據(jù)接收電路(2 )包括第四MOS場(chǎng)效應(yīng)管(21)、第三上拉電阻(22 )和η個(gè)鍺二極管(23 )，所述第四MOS場(chǎng)效應(yīng)管(21)的漏極與第三上拉電阻(22 )連接，η個(gè)鍺二極管(23 )的負(fù)極與第四MOS場(chǎng)效應(yīng)管(21)的源極連接，η個(gè)鍺二極管(23)與η個(gè)通道選通電路(14)一一對(duì)應(yīng)，鍺二極管(23)的正極與第三MOS場(chǎng)效應(yīng)管(141)的漏極連接，第一 MOS場(chǎng)效應(yīng)管(11)的柵極和第四MOS場(chǎng)效應(yīng)管(21)的柵極連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多路接觸式密鑰IC卡讀寫裝置，包括數(shù)據(jù)發(fā)送電路和數(shù)據(jù)接收電路，數(shù)據(jù)發(fā)送電路包括第一MOS場(chǎng)效應(yīng)管、第二MOS場(chǎng)效應(yīng)管、第一上拉電阻和n個(gè)并聯(lián)的通道選通電路，數(shù)據(jù)接收電路包括第四MOS場(chǎng)效應(yīng)管、第三上拉電阻和n個(gè)鍺二極管。本發(fā)明裝置接入微處理器時(shí)，微處理器可以通過設(shè)置I/O腳控制相應(yīng)的密鑰IC卡進(jìn)行復(fù)位以及選擇相應(yīng)的密鑰IC卡通道，通過串行通信接口實(shí)現(xiàn)對(duì)IC卡的讀寫。本發(fā)明可降低多路密鑰IC卡的接入成本，簡(jiǎn)化微處理器讀寫IC卡的程序，提升讀寫裝置處理效率。
文檔編號(hào)G06K17/00GK103198339SQ20131008415
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月18日
發(fā)明者張寧, 何鐵軍 申請(qǐng)人:東南大學(xué)