隨著社會的進步和為民生活水平的提高，為們出差、旅游和度假的機會日益增加。在賓館、飯店等居住場所都需要一保險柜來保存貴重物品和易失物品，即便在家里，也往往需要有一個地方來保存一些單據(jù)等物品。傳統(tǒng)的手段已不能滿足人們對其安全性和靈活性要求，把應用愈來愈廣泛的IC卡技術應用到保險柜上，可以充分滿足這方面的需求。例如，根據(jù)客戶要求，可以給每個房間配備一個帶有IC卡電子門鎖的保險柜供他們存放物品；待客人走后，可以靈活地對保險柜的密碼進行重新設置，更換IC卡。下面對我們自行設計的加密型IC卡保險柜的核心部件--控制器件一詳細的介紹。
一、控制器的硬件設計
本系統(tǒng)的主要任務是完成對IC卡的識別和控制，因此，首先介紹一下所選用的IC卡。
1.SLE4442加密IC卡簡介
目前市場上的IC卡種類較多，比較有代表性的有ATMEL公司的AT系列和SIEMENS公司的SLE系列。我們根據(jù)用戶的要求和市場的供給情況選用了SIEMENS公司設計的SLE4442卡。此卡的特點是：
（1）卡內有2K位的存儲容量和完全獨立的可編程邏輯代碼存儲器（PSC）；
（2）多存儲器結構，其中包括256×8位EEPROM，32×1位PROM的4×8位EEPROM型加密存儲器；
（3）串行口滿足ISO7816同步傳遞協(xié)議；
（4）每一字節(jié)的擦除/寫入時間為2.5ms；
（5）存儲器可擦除1000次以上，數(shù)據(jù)可保存10年以上。
SLE4442型IC卡的觸點排列及功能如圖1所示。
SLE4442芯片的傳送協(xié)議包括4種模式。
（1）復位和復位響應
復位可在操作期間任何時候進行。在復位響應期間，任何開始和停止條件均被禁止。復位與復位響應時序如圖2所示。
（2）命令方式
每個命令由起始條件、1個3字節(jié)長的命令和停止條件構成。命令方式時序如圖3所示。
起始條件：CLK處于高狀態(tài)H期間，I/O的下降沿。
停止條件：CLK處于高狀態(tài)H期間，I/O的上升沿。
（3）輸出數(shù)據(jù)方式
在這種試上，IC卡發(fā)送數(shù)據(jù)至接口設備IFD。在CLK上第一個下降沿后，I/O上第一位有辯效，最后一個數(shù)據(jù)位之后，需要一個額外的時鐘脈沖，以設置I/O處于高狀態(tài)，同時準備IC卡接收新的命令。在這種方式下，任何開始和停止條件均被禁止。輸出數(shù)據(jù)方式時序如圖4所示。
（4）處理方式
在第一個CLK的下降沿，將I/O線從高狀態(tài)H切換至低狀態(tài)L并開始處理，直到低狀態(tài)L的I/O被設置成高狀態(tài)H結束。在這種方式下，任何開始和停止條件均被禁止。處理方式時序如圖5所示。
SLE4442卡共有7個命令，每個命令包括3個字節(jié)，其命令格式及功能如表1所列。
表1 SLE4442命令
字節(jié)1控制字節(jié) 字節(jié)2地址字節(jié) 字節(jié)3數(shù)據(jù)字節(jié) 操 作
B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 A7A0 D7D0
0 0 1 1 0 0 0 0 地址 無 效 讀/從給定的字節(jié)地址至用戶存儲器結束
0 0 1 1 1 0 0 0 地址 輸入數(shù)據(jù) 編程輸入地址對應的用戶存儲區(qū)
0 0 1 1 0 1 0 0 無效 無 效 讀保護存儲器
0 0 1 1 1 1 0 0 地址 無 效 寫保護存儲器中的保護位
0 0 1 1 0 0 0 1 地址 無 效 讀保密存儲器
0 0 1 1 1 0 0 1 地址 輸入數(shù)據(jù) 寫/編程輸入址對應的保密存儲器
0 0 1 1 0 0 1 1 地址 輸入數(shù)據(jù) 比較可編程密碼PSC字節(jié)
這里只介紹比較可編程密碼PSC命令的使用。比較過程由4個步驟組成：
①寫錯誤計數(shù)器EC（至少1位）。地址0。密碼比較結果將在錯誤計數(shù)器中反饋，3次密碼出錯IC卡被阻塞。
②比較PSC字節(jié)1，地址1。寫完錯誤計數(shù)器之后，以不同的命令格式送入3個密碼字節(jié)。密碼比較成功，將通過刷新錯誤計數(shù)器來識別，然后施加上操作電壓，就可以對所有存儲器進行讀寫操作了。
③比較PSC字節(jié)2，地址2。
④比較PSC字節(jié)3，地址3。
芯片在出廠時可根據(jù)用戶的專門要求將可編程加密代碼（PSC）存儲器中編入一個專用代碼。這樣在使用時，就必須合法地得到這個代碼，從而防止非法竊用或偽造卡片。
2.系統(tǒng)組成及
