基于PIC單片機(jī)的低功耗讀卡器硬件設(shè)計(jì):本文提出了一個(gè)完整的基于串口的智能讀卡器子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案并將其實(shí)現(xiàn)。讀卡器的設(shè)計(jì)突出了小型化的要求,全部器件使用貼片封裝。為了減小讀卡器的體積,設(shè)計(jì)中還使用了串口竊電的技術(shù),使用串口信號(hào)線直接給讀卡器供電。為此,讀卡器使用了省電的設(shè)計(jì),采用了省電的集成電路,并大膽簡(jiǎn)化了許多傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)電路。關(guān)鍵字: 讀卡器, 單片機(jī), 串口竊電
Abstract: This paper aims to put forward a complete design of Smart IC card reader based onSerial Port and propose the way of realizing it for the purpose of Network Security. SMD isadopted to make Smart IC reader smaller in this design. To reduce the volume of Smart ICreader, Serial Port powered technology is employed to get power from the signal line of Serial Port. For this reason, low-power consumption components are adopted in the design and some traditional designs are simplified to reduce the power consumption.Keywords: Card Reader; Single-chip Computer; Serial Port Powered
IC 卡系統(tǒng)保存了加密算法所需要的工作密鑰,供加密算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)加密使用,是整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全的核心。在IC 卡子系統(tǒng)中,讀卡器是一個(gè)重要的部分。它起著管理IC卡、在IC 卡和PC或網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)間傳遞數(shù)據(jù)的重要作用。本文以一片PIC單片機(jī)為核心完成了基于RS232 串口的讀卡器的硬件設(shè)計(jì)。
80C51單片機(jī)由于功能全面、開發(fā)工具較為完善、衍生產(chǎn)品豐富、大量的設(shè)計(jì)資源可以繼承和共享,得到廣泛的應(yīng)用。我們?cè)O(shè)計(jì)的一款手持線PDA產(chǎn)品,也選擇80C51單片機(jī)作為主、輔CPU,還具備點(diǎn)陣液晶顯示屏、導(dǎo)電橡膠鍵盤、雙IC卡接口、EEPROM存儲(chǔ)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘和串行通信口。由于使用80C51單片機(jī)開發(fā),高級(jí)語(yǔ)言編程,大大降低了設(shè)計(jì)的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn),產(chǎn)品在較短的時(shí)間內(nèi)就推向了市場(chǎng)。但是,同一些低速的微控制器(如4位單片機(jī))和高速的RISC處理器相比,80C51單片機(jī)在功耗上沒(méi)有優(yōu)勢(shì)。為了在PDA類產(chǎn)品中發(fā)揮80C51單片機(jī)的上述特長(zhǎng),我們通過(guò)采取軟、硬件配合的一系列措施,加強(qiáng)低電壓、低功耗設(shè)計(jì),取得了良好的效果。該機(jī)使用一顆3V鈕扣式鋰電池,開機(jī)時(shí)工作電池小于4mA,瞬間最大工作電流小于20mA,瞬間最大工作電流小于20mA,關(guān)機(jī)電流小于2μA。一顆電池可以使用較長(zhǎng)的時(shí)間,達(dá)到滿意的設(shè)計(jì)指標(biāo)。一、低電壓低功耗設(shè)計(jì)理論在一個(gè)器件中,功耗通常用電流消耗來(lái)表示。下式表明消耗的電池與器件特性之間的關(guān)系:Icc = C ∫ Vda ≈ ΔV · C · f (1)式中:Icc是器件消耗的電流;Δ是電壓變化的幅值;C是器件電容和輸出容性負(fù)載的大小;f是器件運(yùn)行頻率。從公式(1)可以得到降低系統(tǒng)功耗的理論依據(jù)。將器件供電電壓從5V降低3V,可以至少降低40%的功耗。降低器件的工作頻率,也能成比例地降低功耗。