AT90SCR100：智能卡讀卡器8位微控制器的卓越之選

在當今科技飛速發展的時代，智能卡和智能卡讀卡器在各個領域的應用愈發廣泛，如醫療保健、USB令牌、密碼生成器、門禁控制、筆記本電腦、機頂盒和支付終端等。這些應用對通信接口的集成要求日益復雜，而Atmel公司的AT90SCR100微控制器憑借其強大的功能和出色的性能，成為了滿足這些需求的理想選擇。

文件下載：AT90SCR100H-ALT.pdf

一、AT90SCR100的一般特性

高性能低功耗

AT90SCR100采用AVR? 8位微控制器，具備先進的RISC架構。它擁有131條強大的指令，大部分指令可在單時鐘周期內執行，32個8位通用工作寄存器，在16MHz時鐘頻率下可實現高達16MIPS的吞吐量，還集成了片上2周期乘法器，在性能與功耗之間取得了出色的平衡。

非易失性存儲器

該微控制器配備了64K字節的系統內自編程閃存，具有10,000次的寫入/擦除循環耐力；4K字節的EEPROM，包含128字節的一次性可編程存儲器，耐力高達100,000次寫入/擦除循環；4K字節的內部SRAM，還有可選的引導代碼部分，可通過片上引導加載程序進行系統內編程。

接口豐富

• JTAG接口：符合IEEE std. 1149.1標準，具備邊界掃描能力，提供廣泛的片上調試支持，可通過JTAG接口對閃存、EEPROM、熔絲和鎖定位進行編程，還能通過OTP編程鎖定JTAG以保障軟件安全。
• ISO7816 UART接口：完全符合EMV、GIE - CB和WHQL標準，可編程ISO時鐘范圍從1MHz到4.8、6、8或12MHz，具備卡插入/移除檢測及自動停用序列，可編程波特率發生器范圍從372到3個時鐘周期，支持同步/異步協議T = 0和T = 1，具有直接或反向約定，能在奇偶校驗錯誤時自動重復字符，還有32位等待時間計數器和16位保護時間計數器/塊保護時間計數器，內部升壓/降壓轉換器可根據不同類別提供可編程電壓輸出。
• USB接口：USB 2.0全速設備模塊，完全符合通用串行總線規范Rev 2.0，支持高達12Mbit/s的數據傳輸速率，端點0用于控制傳輸，最大可達64字節，有8個可編程端點，支持IN或OUT方向以及批量、中斷或同步傳輸，其中3個可編程端點具有64x2字節的雙緩沖，支持暫停/恢復中斷和遠程喚醒，具備上電復位和USB總線復位功能。

二、外設特性

定時器/計數器

AT90SCR100擁有一個8位定時器/計數器，具備獨立預分頻器、比較模式和PWM通道；另一個8位定時器/計數器，具備獨立預分頻器、比較模式和獨立振蕩器上的實時計數器；還有一個16位定時器/計數器，具備獨立預分頻器和比較模式。

其他外設

它還配備了硬件看門狗、硬件AES 128/256引擎和隨機數生成器（RNG），通信外設包括高速主/從SPI串行接口（最高可達20MHz）、2線串行接口、USART接口（最高可達2Mbps）和標準SPI接口，方便與大多數RF前端芯片進行通信。

三、特殊特性

復位與檢測

具備上電復位和欠壓檢測功能，內部校準振蕩器可提供穩定的時鐘源，擁有外部和內部中斷源，支持五種睡眠模式：空閑、省電、掉電、待機和擴展待機，還能在低于固定電平的情況下進行電源監控并產生中斷。

鍵盤與LED接口

具備高達5x4矩陣管理能力的鍵盤接口，支持按鍵事件中斷和喚醒功能，最多有4個可編程I/O端口，最多4個LED輸出，可編程電流源為2或4mA（在仿真模式下不可用），每個IC在生產時都有特定且唯一的序列號。

四、工作參數

溫度與電壓

其工作溫度范圍為工業級（-40°C至+85°C），核心工作電壓為2.4 - 5.5V，DC/DC工作電壓為2.7 - 5.5V，最大時鐘輸入頻率為8MHz。

五、封裝與引腳配置

AT90SCR100提供兩種封裝配置，以滿足不同需求：

• 32引腳低引腳數封裝：適用于小型嵌入式系統，如AT90SCR100L和AT90SCR100LS。
• 64引腳全引腳數封裝：適用于高性能高級讀卡器，如AT90SCR100H，全引腳數封裝僅支持QFN類型，需將所有Vss信號連接到e - pad，并確保其完全焊接在最終PCB的接地平面上。

六、典型應用與注意事項

典型應用電路

文檔中給出了典型應用電路，包含了各種外部組件，如電阻、電容、電感和晶體等。這些組件的參數和作用都有詳細說明，例如USB Pad串行電阻R1、R2、R3、R4為22Ω +/- 10%，CIO上拉電阻R5為10KΩ +/- 10%（高速通信時可能需要），DCDC感測電阻Rs為200mΩ +/- 2% 125mW用于電流傳感和過流檢測等。

設計建議

為了確保AT90SCR100的性能和穩定性，在設計過程中需要注意以下幾點：

• 為減少電路板寄生效應，DCDC轉換器的外部組件應盡可能靠近芯片引腳，理想情況下直接焊接在引腳上。
• 在選擇Rs值時，要考慮電路板寄生電阻，以確保正確的電流限制。
• CVcc和CVss線路必須具有非常低的電阻，采用短而寬的金屬線。
• R1、R2、R3和R4應盡可能靠近芯片引腳放置。
• 將e - pad連接到地，如有可能連接到接地平面。

AT90SCR100以其豐富的功能、高性能和低功耗的特點，為智能卡讀卡器等應用提供了一個優秀的解決方案。電子工程師在設計相關產品時，可以充分利用其特性，結合合理的外部電路設計，開發出滿足各種需求的高性能設備。你在使用AT90SCR100進行設計時，是否遇到過一些特殊的挑戰呢？歡迎在評論區分享你的經驗。