一种安全可靠的IC卡读写器系统

2.1 IC卡及卡座

X76F100为128×8位的保密串行FLASH E²PROM，其中读密码和写密码分别为64位。图2为其智能卡Smart Card封装的引脚图。把芯片封装在一个卡片上，将卡片插入IC卡读写器的卡座中，读写器就可以对它进行读写，实现加密、查询、存款、取款等功能。
IC卡座有8个引脚，当X76F100Y插入时，正好同这几个引脚相连。另外还有两个固定端，其中一个固定端同卡座上一个弹簧片相连，两个触点和簧片就相当于一个常闭开关。当卡未插入时，簧片闭合，P3.2脚保持低电平；当卡插入时，簧片被顶开，P3.2脚变为高电平。当单片机检测到P3.2脚变高，通过P1.3 使X76F100的RST引脚变高，使其复位。

2.2 单片机

单片机采用LG公司的GMS97C52。它有8K字节的ROM，256个字节的RAM以及32个I/O口，P1口与串行器件X25045和X76F100连接，P0、P2口用于键盘和显示，P3口中P3.2用于检测IC卡是否插入，其余7个口，可作其它功能扩充。

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图2 X76F100Y引脚

2.3 监控电路

监控电路采用X25045芯片，它包括看门狗定时器、电压监控电路和E²PROM存贮器。其功能是：上掉电时对GMS97C52产生RESET信号；看门狗对系统进行监控，防止死机。

2.4 键盘电路

为了方便，键盘接口电路用I/O口实现，它为4×4结构，16个键。其中数字键11个，功能键4个，回车键1个。

数字键：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、←（退格）。
功能键：查询？、存储+、取款－、改密码* 。

查询？：用户通过读密码可以查询卡中所存的款额。

存款+ ：用户通过写密码可以将款存入卡中。

取款－：用户通过写密码可以从卡中取款。

改密码*：分为修改读密码和写密码。为方便起见，令读密码和写密码一

致，按此键将同时修改读密码和写密码。

回车键：8位密码或存取款数输入完确认，以及新密码输入完确认。

2.5 显示电路

显示部份采用LED显示器，也用I/O口实现。用于显示系统状态、输入的密码或所要存取的款额以及出错信息等。
由于GMS97C52的驱动电流有限，在P0、P2口加反向器SN74F04，增加驱动能力。它的吸入电流为64mA，输出电流为15mA，可以保证位选所需的吸入电流。

3 程序设计

3.1 主程序流程图

主程序流程图如图3所示。
开机后，系统处于待机状态，不断查询P3.2脚电平，当X76F100插入读写器卡座时，P3.2脚电平变高，单片机检测到P3.2高电平信号时，使P1.3脚电平变高，如果此时为低电平，X76F100复位，输出32位固定的“同步复位响应”数据。然后循环扫描键盘显示程序，进行存款、取款、查询或改密码。一次操作完成后返回，然后不断循环。

3.2 循环键盘显示程序

    循环扫描键盘显示程序如图4所示，它采用程控扫描方式。键盘实际操作的顺序是：先按功能键，然后依次输入8位（十进制）密码，按回车键确认。当存取款时，随后输入所存取的款额；当修改密码时，随后输入8位新密码，输完后按回车键确认。若输入密码正确，显示IC卡内存款的余额或改密码成功信息（SUCCESS）。若密码不正确，提示重新输入，允许输入密码4次。
    为了记录操作中正在进行的状态，在键盘程序中设置了多个指针。
   （1）KEY 有否按键按下标志。00H表示无键按下，01H表示有键按下。此标志用于判断按键是否已松开，防止误操作。
   (2）FUN为功能键指针，00H表示无功能键按下，01H表示存款（ADD），02H表示取款（SUB），03H表示查询（IQUIRE），04H表示改密码（CHANGE PASSWORD）。
（3）DIG为允许数字键输入标志，00H表示不允许，01H表示允许。此标志主要是防止输入多余的密码，或输入的款数超出限额。
（4） NUM表示输入第几个数字，00H表示无数字输入，01H～08H表示输入密码，09H～10H表示输入款数或新密码，若NUM为11H，显示出错信息。

3.3 X76F100读程序举例

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图4 循环键盘显示程序流程图