【正文】 ................................................................................. 17 圖 顯示電路示意圖 ................................................................................................ 19 表 IC 卡命令格式及功能 ........................................................................................ 20 圖 復(fù)位和應(yīng)答模式圖 ............................................................................................ 21 圖 命令模式時(shí)序圖 ................................................................................................ 21 圖 輸出數(shù)據(jù)模式時(shí)序圖 ...................................................................................... 21 圖 圖數(shù)據(jù)處理模式時(shí)序圖 .................................................................................. 22 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 頁(yè) 共 35 頁(yè) 第一章 緒 論 引言 IC 卡是利用安裝在卡中的集成電路 (IC)來(lái)記錄和傳遞信息，是一種將個(gè)人信息有效地送入信息網(wǎng)絡(luò)并獲得所需結(jié)果的有效辦法。德國(guó)的德意志銀行從 93 年 5 月起，為它的 160 萬(wàn)客戶提供了智能卡，持卡者不僅可以在德意志銀行國(guó)內(nèi) 1400 個(gè) ATM 機(jī)中提款，還可在 17000 個(gè)其他銀行的 ATM 機(jī)中提款，并且還適用于全歐 4 萬(wàn)個(gè) ATM 機(jī)。 IC 卡最初是為了解決金融交易中的安全性問(wèn)題而設(shè)計(jì)的，它帶來(lái)全新的交易概念與巨大的優(yōu)勢(shì)。 ，可以用 IC 卡作為優(yōu)惠卡、結(jié)算卡、服務(wù)卡等。這樣，可以抑制由于線路干擾和邏輯電平變化的邊沿產(chǎn)生抖動(dòng)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁(yè) 共 35 頁(yè) 所帶來(lái)的瞬問(wèn)過(guò)壓，為 IC 卡提供了進(jìn)一步的保護(hù)措施。但主存儲(chǔ)器可分為兩個(gè)數(shù)據(jù)區(qū) :保護(hù)數(shù)據(jù)區(qū)和應(yīng)用數(shù)據(jù)區(qū)。 （ 2） 保護(hù)存儲(chǔ)器 :保護(hù)存儲(chǔ)器是一個(gè) 321 位的一次性可編程只讀存儲(chǔ)器 (PROM)。這一字節(jié)是可讀的。 讀寫(xiě)終端整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 讀寫(xiě)器相對(duì)于 IC 卡來(lái)說(shuō)就是一種外部接口設(shè)備。此時(shí)，用戶可以通過(guò)鍵盤(pán)輸人密碼，然后，讀寫(xiě)器系統(tǒng)開(kāi)始校驗(yàn)密碼，如果密碼正確，則各種交易可以進(jìn)行了。利用 SFR 還可以完成對(duì)定時(shí) /計(jì)數(shù)器、串行口和中斷的控制。 個(gè)中斷源，可編為二個(gè)優(yōu)先級(jí)。消除抖動(dòng)通常有硬件、軟件兩種消除方法。通常，鍵盤(pán)有編碼和非編碼兩種。 （ 2）鍵盤(pán)掃描取得閉合鍵的行、列值。把每個(gè)顯示字段對(duì)應(yīng)于一個(gè)二進(jìn)制位，這些二進(jìn)制位組成字型編碼，這樣不同的顯示字符就對(duì)應(yīng)于不同的字型碼，顯示字符時(shí)，在顯示 I/O驅(qū)動(dòng)線輸出相應(yīng)的字型碼，就可以顯示不同的字符。動(dòng)態(tài)顯示就是指各 LED輪流地一遍一遍顯示各自的字符，雖然在同一時(shí)間只有一位顯示器在工作 (點(diǎn)亮 )，但因人眼的視覺(jué)暫留效應(yīng)和發(fā)光二極管熄滅時(shí)的余輝效應(yīng)，看到的是各 LED 在同時(shí)顯示不同字形。//左移 1位 } } 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 20 頁(yè) 共 35 頁(yè) IC 卡讀寫(xiě)程序設(shè)計(jì) IC 卡的命令格式 IC 卡上 I/O 的所有數(shù)據(jù)的改變都是由 CLK 脈沖的 下降沿觸發(fā)的 。此后 IC 卡在內(nèi)部連續(xù)計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)，直到第 n 個(gè)時(shí)鐘脈沖之后再附加一個(gè)時(shí)鐘脈沖的下沿， I/O 線被再次置高，完成 IC卡的內(nèi)部處理過(guò)程。通過(guò)大量信息的分析，就有可能得出 IC 卡或設(shè)備的響應(yīng)規(guī)律或復(fù)制特征。但是在一般使用場(chǎng)合，如機(jī)房管理，根據(jù)上面的第二個(gè)安全性原則，這樣的安全措施已經(jīng)夠了。 （ 4） 檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的完整性 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 25 頁(yè) 共 35 頁(yè) 通過(guò)約定的算法對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行完整性檢驗(yàn)，確保數(shù)據(jù)在傳輸?shù)倪^(guò)程中 沒(méi)有被篡改，進(jìn)一步保證數(shù)據(jù)通訊的安全，也可以避免因通訊錯(cuò)誤而造成的不利影響。 IC 卡的費(fèi)用遠(yuǎn)大于獲取的利益。這里從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度考察一下對(duì)安全性問(wèn)題的處理。 I/O 線上數(shù)據(jù)變化只在 CLK 信號(hào)的下降沿才有效。數(shù)碼管原理圖如圖 所示： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 19 頁(yè) 共 35 頁(yè) A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713C L K8MR9abcdefgdpU41 64 _ S M GabcdefgdpP 20P 21V C CT19 01 3T29 01 3T39 01 3T49 01 3R31KR41KR51KR61KP22P23P24P25a b c d e f g dp12 34 567891011124a b c d e f g dpC O M 1 C O M 2 C O M 3 C O M 41 2 3D S 1S M G 4 圖 顯示電路示意圖 數(shù)碼管顯示子 程序： 顯示按鍵內(nèi)容：根據(jù)前面設(shè)計(jì)的硬件模塊，單片機(jī)對(duì)數(shù)碼管進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描。 LED 動(dòng)態(tài)顯示時(shí)，為了簡(jiǎn)化硬件電路，通常將所有的段選線并聯(lián)在一起，由一個(gè) (C7 段 LED)或兩個(gè) (“米 ”字段 LED)8 位 I/O控制，形成段選線的多路復(fù)用。 。其他幾個(gè)空白鍵，留待后續(xù)開(kāi)發(fā)使用。這種方法電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但每個(gè)按鍵需占用一根輸入口線，I/O 資源浪費(fèi)大。 （ 2）矩陣式鍵盤(pán)由 P1 口來(lái)控制， ， ， ， 接行線， 、 、 接列線。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁(yè) 共 35 頁(yè) AT89C51 內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖如圖 所示，它包括 CPU、存儲(chǔ)器（ ROM、 RAM）、I/O 接口、定時(shí) /計(jì)數(shù)器、中斷控制器等。采用這種存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)主要考慮到單片機(jī)的控制特點(diǎn)，即需要較大的程序存儲(chǔ)空間和較小的隨機(jī)數(shù)存儲(chǔ)空間。 IC 卡接口電路主要由 IC 卡片座構(gòu)成，本系統(tǒng)的 IC 卡卡座是采用帶滑動(dòng)觸點(diǎn)的卡座 .它有一對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)，用來(lái)檢測(cè) IC 卡是否插人卡座。只要計(jì)數(shù)器的內(nèi)容不全為 0，則芯片的比較 “校驗(yàn)字 ”操作還允許進(jìn)行。保護(hù)存儲(chǔ)器每個(gè)被寫(xiě) “0”的單元所對(duì)應(yīng)控制的主存儲(chǔ)器的字節(jié)單元將不再接收任何擦除和寫(xiě)入命令，從而使得改字節(jié)單元的數(shù)據(jù)不可再改變。應(yīng)用數(shù)據(jù)區(qū)為主存儲(chǔ)器后 224個(gè)字節(jié)。 10000 次的擦除 /寫(xiě)入周期，數(shù)據(jù)保持時(shí)間至少為 10 年。 卡在門(mén)禁系統(tǒng)、設(shè)備使用等情形中，以鑰匙卡的形式出現(xiàn)，使 “鎖 ”有了新的一個(gè)層次定義。應(yīng)用 設(shè)備可以在脫離網(wǎng)絡(luò)的情況下，不需要人工干預(yù)，即可對(duì) IC 卡進(jìn)行鑒別，以確定該卡是否是本系統(tǒng)所許可的，是否可在該應(yīng)用場(chǎng)合中使用等。另外還有大大小小 80 個(gè)網(wǎng)絡(luò)支持著300 萬(wàn)臺(tái)閱讀器組成的信用卡 /儲(chǔ)蓄卡網(wǎng)絡(luò)。 IC 卡不僅改變了現(xiàn)有多種卡的使用方法和功能作用，還不斷開(kāi)創(chuàng)出新的應(yīng)用領(lǐng)域。論文介紹了實(shí)現(xiàn) IC卡數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的控制方法，并以西門(mén)子公司的 SLE4442型邏輯加密卡為基礎(chǔ)，詳細(xì) 介紹 了單片機(jī)控制 IC 卡數(shù)據(jù)讀寫(xiě)的軟 、 硬件實(shí)現(xiàn) 方法 。美國(guó)是信用卡的發(fā)源地，擁有兩家最大的發(fā)卡組織 Master 和 VISA, 1993 年僅 Master 卡和 VISA卡的發(fā)卡量即達(dá) 億張，消費(fèi)額達(dá) 8250 億美元。正是這些特性，使 IC 卡在脫機(jī)業(yè)務(wù)處理和聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)一致性等方面表現(xiàn)出前所未有的優(yōu)勢(shì)。 IC 卡應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，這里僅根據(jù)現(xiàn)有的應(yīng)用提供部分應(yīng)用領(lǐng)域 ： ，可以作為信用卡、現(xiàn)金卡、證券卡或電子資金轉(zhuǎn)賬卡等。上拉電阻 R 源端與 IC 卡的供電電源相連接。如果在被尋址的字節(jié)中 8 位沒(méi)有一個(gè)字位需要從 0 變?yōu)?1，則可以不進(jìn)行擦除處理。如果在連續(xù)三次比較失敗之后，芯片的錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到 “0，并將鎖死主存儲(chǔ)器，禁止隨后的任何比較操作和寫(xiě)入擦除操作。在這個(gè)存儲(chǔ)器中，第 0 字節(jié)為密碼輸入錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁(yè) 共 35 頁(yè) 第三章 系統(tǒng)的軟硬件實(shí)現(xiàn) 一個(gè)完整的 IC 卡讀寫(xiě)終端除了完成基本的 IC 卡數(shù)據(jù)讀寫(xiě)功能，還要提供其他功能。這種器件是 以 ATMEL高密度不揮發(fā)存儲(chǔ)技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) MCS51畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁(yè) 共 35 頁(yè) 指令系統(tǒng)和引腳完全兼容片內(nèi)閃電存儲(chǔ)的程序代碼或數(shù)據(jù)可在線寫(xiě)人，亦可通過(guò)常規(guī)的編程器編程。在單片機(jī)中，有 21 個(gè) 頗具特色的特殊功能寄存器 SFR。 個(gè) 8 位并行 I/O 接口： P0， P1， P2， P3。 鍵盤(pán)及其接口技術(shù) 鍵盤(pán)實(shí)質(zhì)上是一組按鍵開(kāi)關(guān)的集合，控制 CPU 通過(guò)按鍵來(lái)識(shí)別特定的用戶命令，從而轉(zhuǎn)入相應(yīng)的程序來(lái)執(zhí)行用戶命令。定時(shí)掃描工作方式利用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器產(chǎn)生定時(shí)中斷， CPU 響應(yīng)定時(shí)器中斷后對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行掃描，在有鍵按下時(shí)識(shí)別出該鍵并執(zhí)行相應(yīng)功能 程序。矩陣的行線和列線分別通過(guò)兩并行接口和 CPU 通信。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 17 頁(yè) 共 35 頁(yè) 閉 合 鍵 釋 放建 立 有 效 標(biāo) 志返 回建 立 無(wú) 效 標(biāo) 志鍵 盤(pán) 掃 描有 鍵 閉 合延 時(shí) 去 抖 動(dòng)掃 描 鍵 盤(pán)找 到 閉 合 鍵計(jì) 算 鍵 值NYYYNN 圖 鍵盤(pán)掃描流程圖 顯示器接口設(shè)計(jì)技術(shù) 應(yīng)用系統(tǒng)中常用的顯示器有 ： 發(fā)光二 極管顯示器，簡(jiǎn)稱(chēng) LED， 液晶顯示器，簡(jiǎn)稱(chēng) LCD， 熒光顯示器。但是當(dāng)顯示的位數(shù)較多時(shí)占用的 I/O口較多。//送位選碼 dl＿ ms(1)。 ： C L KI / O D O 0 D O 1 D O N 1 D O N0 1 2 NN 1 圖 輸出數(shù)據(jù)模式時(shí)序圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 22 頁(yè) 共 35 頁(yè) 輸出數(shù)據(jù)模式將 IC 卡中的數(shù)據(jù)傳送給外部接口設(shè)備 (IFD)的時(shí)序如圖 所示，輸出的順序是從每個(gè)字節(jié)的最低位 (LSB)開(kāi)始，輸出結(jié)束時(shí)，需要再附加一個(gè)時(shí)鐘脈沖把 I/O 線置高。 解剖分析 IC 卡的內(nèi)部結(jié)構(gòu) ： 將 IC 卡的電路進(jìn)行分析，并利用較先進(jìn)的儀器設(shè)備測(cè)試 IC 卡的各種密碼的位置和狀態(tài)字，從而破譯整個(gè)系統(tǒng)。 PIN 碼由持卡人自己 掌握。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，特 別是微電子技術(shù)、多媒體技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技的飛速發(fā)展，更尖端的 SystemonChip 技術(shù)、更完善的生物識(shí)別，以至于全球化的身份查詢(xún)和鑒定等等都能夠運(yùn)用在小小IC 卡上，也許不久的將來(lái)，我們只要有一張 IC 卡就能完成購(gòu)物、上學(xué)、旅游、娛樂(lè)消費(fèi)、醫(yī)療保險(xiǎn)等等事務(wù)，到那時(shí)，人們甚至可以帶一張小小的 IC 卡去周游世界。根據(jù)現(xiàn)有的情況和以上的原則，對(duì) IC 卡管理系統(tǒng)的安全性作了以下的一些考慮。 IC 卡片可能出現(xiàn)的非法攻擊 模擬 IC 卡對(duì)于各種 IC 卡終端設(shè)備來(lái)說(shuō)，其輸入輸出的信號(hào)是可以認(rèn)為模擬的。若連續(xù)輸入 32 個(gè)時(shí)鐘脈沖，主存儲(chǔ)器中的前 4 個(gè)字節(jié)地址單元中的內(nèi)容被讀出。 //選最右邊的 LED for(i=0。在下一時(shí)刻，只讓下一位的位選線處于選通狀態(tài)，同時(shí)，在段選線上輸出相應(yīng)位將要顯示字符的字符碼。方法是對(duì)鍵盤(pán)的行線進(jìn)行掃描。這是識(shí)別矩陣鍵盤(pán)按鍵是否按下的關(guān)鍵所在。按鍵的識(shí)別需要軟件分別掃描行線和列線，根據(jù)掃描結(jié)果判畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁(yè) 共 35 頁(yè) 斷具體按下的按鍵。 與 口通過(guò)一串入并出的 74LS164 與所有 LED 的 a， b， c， d， e， f， g， sp 引線相連， P2 口接 LED 的控制端，單片機(jī)通過(guò) P3 口控制各 LED 是否點(diǎn)亮。 ：振蕩頻率 0Hz~24MHz。單片機(jī)芯片上集成了很多的元器件，需要的引腳就很多，但由于工藝和成品率等原因，芯片上的引腳又不能太多。AT89C51 是一種低功耗，高性能的 8 位 CMOS 微控制器，它是整個(gè)讀寫(xiě)器的核心，它內(nèi)含有 4k 字節(jié)的閃電存儲(chǔ)器 (FLASH MEMERY)。這 3 個(gè)字節(jié)的內(nèi)容作為一個(gè)整體被稱(chēng)為可編程加密代碼(PSC)。但對(duì)其寫(xiě)入操作仍然受到加密存儲(chǔ)器比較校驗(yàn)操作結(jié)果的控制。當(dāng)需要修改應(yīng)用數(shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)容時(shí)，必須首先輸入一個(gè) 3 字節(jié)長(zhǎng)的 “校驗(yàn)字 ”。按字節(jié)尋址，擦除 /寫(xiě)入。 IC 卡供電電路 IC 卡接口設(shè)備中的 IC 卡供電電路