智能卡COS底层无关性设计

IC卡(IntegratedCircuitCard)是将一个集成电路芯片镶在塑料基片中，封装为卡片形式，具有读写数据和存储数据的能力。接触式IC卡是现代智能卡中的一种，它是继条码卡、磁卡等之后出现的一种高性能标识卡，是微电子、计算机及电子信息等高新技术综合发展的产物。IC卡比磁卡存储容量大，可靠性和安全性高，在应用上除了覆盖磁卡的全部应用范围以外，还提供了许多磁卡所不具备的应用特性。正是这些特性，使IC卡在脱机业务处理和联网数据一致性等方面表现出前所未有的优势。现已广泛应用在金融、交通、通信、保安、娱乐等诸多领域。

1 AT24C08卡

存储卡是IC卡的一种，它是一种用可电擦写的可编程内存(E2PROM)为核心的IC卡，能够多次重复使用。AT24C08是ATMEL公司出品的I2C接口、高集成度串行E2PROM内存IC卡。AT24C08具有以下特点：与400kHzI2C总线兼容、低功耗CMOS技术、1000000次编程/擦除周期及可保存数据100年以上。

AT24C08芯片的触点位置与功能符合ISO7816-2标准，触点位置如图1所示，触点功能如表1所示。

2 电路设计与读写控制

2.1 接口电路的设计

本设计采用的单片机是AT89C51[1]。AT24C08卡座与AT89C51的电路连接如图2所示[2]。SLC为串行时钟，在时钟的上升沿，数据写入E2PROM；在时钟的下降沿，数据从E2PROM被读出。SDA为双向数据端口，是一个漏极开路的引脚，满足“线与”的条件，在使用过程中需要加上拉电阻。SW1、SW2为IC卡卡座的1对常开触点，SW1与Vcc连接，SW2与AT89C51的引脚P1.0连接，平时P1.0通过1个电阻连接到地，当有卡插入时，SW1和SW2短接，Vcc将P1.0上拉到高电平，通过对P1.0上的电平查询就可以知道是否有卡插入。

2.2 AT24C08内存读写操作

AT24C08的数据接口完全符合I2C的标准。I2C总线是由数据线SDA和时钟线SCL构成的串行总线，可发送和接收数据。I2C总线协议规定：只有在总线空闲时才允许启动数据传送。在数据传送过程中，当时钟线为高电平时，数据线必须保持稳定状态，不允许有跳变；且数据线的任何电平变化都将被看作总线的启动或停止信号。I2C总线在传送数据过程中共有以下3种类型信号：

(1)起始信号：当SCL处于高电平时，SDA从高到低地跳变作为I2C总线的启动信号，启动状态应该在操作命令(读/写)之前进行建立。

(2)停止信号：当SCL处于高电平时，SDA从低到高的跳变作为I2C总线的停止信号，表示一种操作的结束，马上即将结束所有的相关通信。

(3)应答信号：AT24C08在接收到8bit数据后，在第9个脉冲向AT89C51发出1个低电平，表示已收到数据。如图3(a)所示。

通过时序图可看出，要写卡必须由起始信号启动，紧接着送入器件地址，使卡进行读/写操作。对AT24C08卡，器件地址高4位一定为1010，最低位作为读写控制位，“0”表示对IC卡进行写操作，“1”表示对IC卡进行读操作。信息高位先送出，如图3(b)所示。