圖6為主控模塊以及相關(guān)的外圍電路的原理圖。主控模塊選用的是STM32F103C8T6芯片。OSC32_IN、OSC32_OUT兩個(gè)引腳外接32.768 kHz的低速外部晶振，可以用其驅(qū)動(dòng)實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC。OSC_IN、OSC_OUT兩個(gè)引腳外接8 MHz晶振，通過設(shè)置STM32的相關(guān)寄存器經(jīng)過PLL倍頻之后產(chǎn)生72 MHz的STM32系統(tǒng)時(shí)鐘(SYSCLK)。C1、C2作為晶體的匹配電容。為了使晶振更加容易啟振，在晶振旁邊并聯(lián)1 MΩ電阻(R)。主控模塊低電平復(fù)位，電阻上接高電平，電容在下接地，中間位RST。具體工作原理是在上電時(shí)給電容充電，電容給RST一個(gè)短暫的低電平，此低電平隨著VCC給電容充電的過程中變高。 

3 軟件設(shè)計(jì)

對(duì)于PSAM卡的軟件驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)要符合ISO7816—4協(xié)議。應(yīng)用協(xié)議數(shù)據(jù)單元(APDU)可包含有命令報(bào)文或響應(yīng)報(bào)文，它從接口設(shè)備發(fā)送到卡，或者相反地由卡發(fā)送到接口設(shè)備。

APDU指令的格式如表1所列。

APDU指令的命令頭內(nèi)容如表2所列。

APDU指令響應(yīng)結(jié)構(gòu)如表3所列。

APDU指令響應(yīng)內(nèi)容如表4所列。

(1)主要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

Typedef struct{

u8 Cla; //命令的類型

u8 Cmd; //命令的編碼

u8 P1; //具體命令參數(shù)1

u8 P2; //具體命令參數(shù)2

u8 P3; //在發(fā)送模式的為Lc;//在接收模式時(shí)為Le

u8*Data_Ptr;//命令和相應(yīng)的數(shù)據(jù)字段

u8 RspCode[2];//APDU響應(yīng)的內(nèi)容

}APDU;

(2)主要功能函數(shù)

①函數(shù)名：PSAM_APDU_Out

功能描述：讀取智能卡的數(shù)據(jù)。

參數(shù)：*Data_out，返回從智能卡中讀出的數(shù)據(jù);PSAMConfig，智能卡的配置。

返回值：讀取數(shù)據(jù)成功標(biāo)志(0為失敗，1為成功)。

②函數(shù)名：PSAM_APDU In

功能描述：向智能卡寫數(shù)據(jù)。

參數(shù)：*Data_in，向卡上寫入的數(shù)據(jù);PSAMConfig，智能卡的配置。

返回值：寫入數(shù)據(jù)成功標(biāo)志(0為失敗，1為成功)。

③函數(shù)名：PSAM_Send1 Byte

功能描述：向智能卡發(fā)送1字節(jié)數(shù)據(jù)，并判斷接收方是否成功接收。如果沒有成功，則向收方發(fā)送兩次該數(shù)據(jù)。

參數(shù)：SendByte，待發(fā)送的字節(jié)數(shù)據(jù)。

返回值：SendStatus，數(shù)據(jù)發(fā)送是否成功標(biāo)志(成功為0x01，失敗為0x00，超時(shí)為0xFF)。

④函數(shù)名：PSAM_Send1Block

功能描述：向智能卡發(fā)送n個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)。

參數(shù)：*SendPtr，待發(fā)送的字節(jié)數(shù)據(jù)指針;DataLen，傳送的字節(jié)數(shù);ByteDir，字節(jié)方向。

返回值：SendStatus，數(shù)據(jù)發(fā)送是否成功標(biāo)志(成功為0x01，失敗：0x00)。

⑤函數(shù)名：PSAM_Receive1Byte

功能描述：接收智能卡的1字節(jié)數(shù)據(jù)，當(dāng)檢測(cè)到奇偶出錯(cuò)時(shí)，可請(qǐng)求2次智能卡從發(fā)當(dāng)前字節(jié)數(shù)據(jù)。

參數(shù)：無。

返回值：DataBuf，其中高字節(jié)是數(shù)據(jù)接收是否成功標(biāo)志(成功為0x01，失敗為Parity error(0x55)，timeout overflow(0xff))低字節(jié)是收到的有效字節(jié)數(shù)據(jù)。

⑥函數(shù)名：PSAM_Reset

功能描述：對(duì)智能卡進(jìn)行復(fù)位操作，并等待智能卡的應(yīng)答，如果應(yīng)答成功則返回復(fù)位成功標(biāo)志，否則返回復(fù)位失敗標(biāo)志。

參數(shù)：*uiATR，保存復(fù)位應(yīng)答信息的指針。

返回值：復(fù)位成功標(biāo)志(0x01為復(fù)位成功，0x00為復(fù)位失敗)。

4 模塊測(cè)試

通過串口調(diào)試助手對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，分析發(fā)送和返回的數(shù)據(jù)，判斷該模塊工作是否正常。圖7為發(fā)送對(duì)PSAM卡的復(fù)位操作的命令。圖8為發(fā)送對(duì)PSAM卡進(jìn)行透明數(shù)據(jù)流傳輸?shù)拿睢?/p>

結(jié)語

本文設(shè)計(jì)的PSAM卡驅(qū)動(dòng)模塊，根據(jù)上述軟件和硬件的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行的設(shè)計(jì)得到了實(shí)際的驗(yàn)證，取得了令人滿意的效果。無論是軟件的代碼還是硬件的電源轉(zhuǎn)換模塊都具有很好的可移植性，方便在不同的系統(tǒng)中應(yīng)用，并且提供了對(duì)外的接口函數(shù)，方便上層系統(tǒng)應(yīng)用工程師的調(diào)用。該模塊可以應(yīng)用到固網(wǎng)支付、POS終端等設(shè)備上。