摘要：MC33560是安森美半導(dǎo)體公司為智能卡讀／寫器應(yīng)用而設(shè)計(jì)的電源管理與接口集成電路。它通過與微控制器的接口可以對任意類型的智能卡或存儲(chǔ)卡電源進(jìn)行管理。文中介紹了MC33560的主要特點(diǎn)、引腳功能和工作原理，給出了基于MC33560的智能卡讀寫器應(yīng)用電路。

１ ＭＣ３３５６０的主要特點(diǎn)

ＭＣ３３５６０是專門為智能卡讀／寫器應(yīng)用而設(shè)計(jì)的接口集成電路。它能通過簡單靈活的微控制器接口來管理任意類型的智能卡或者存儲(chǔ)卡。該器件具有待機(jī)省電特性而且所需外部器件很少，因而可以廣泛用于功耗要求比較嚴(yán)格的嵌入式手持設(shè)備中。ＭＣ３３５６０的主要特點(diǎn)如下：

●與ＩＳＯ７８１６－３標(biāo)準(zhǔn)１００％兼容;

●具有很寬的電池供電電壓范圍（１．８Ｖ＜Ｖｂａｔ＜６．６Ｖ）;

●內(nèi)含ＤＣ／ＤＣ轉(zhuǎn)換器，可對Ｖｃｃ電源電壓進(jìn)行編程，從而為３Ｖ或５Ｖ智能卡提供工作電壓;

●具有電源管理功能，待機(jī)模式下的靜態(tài)電流非常低;

●內(nèi)含可編程卡時(shí)鐘產(chǎn)生器;

●可為并行耦合器操作提供片選功能;

●所有卡輸出均具有限流和短路保護(hù)功能。

２　ＭＣ３３５６０的引腳功能

ＭＣ３３５６０具有ＳＯ－２４和ＴＳＳＯＰ－２４兩種封裝形式，全部管腳可以分為控制器接口引腳、智能卡接口引腳及電流限制和熱保護(hù)引腳等三部分。其引腳排列見圖１。

２．１ 控制接口引腳功能

２腳（ＰＷＲＯＮ）：內(nèi)部ＤＣ／ＤＣ轉(zhuǎn)換器啟動(dòng)操作輸入引腳，當(dāng)器件處于編程模式時(shí)，通過該腳可對輸出電壓開關(guān)進(jìn)行設(shè)置。

３腳（ＩＮＴ）：該腳可用于指示智能卡電流狀態(tài)的改變。當(dāng)進(jìn)行卡插拔時(shí)，該腳的邏輯電平為０；而在ＣＳ或ＰＷＲＯＮ端信號(hào)的上升沿，該腳信號(hào)被復(fù)位為１。在多路應(yīng)用時(shí)，可將兩個(gè)或兩個(gè)以上的ＩＮＴ端連在一起與微控制器進(jìn)行連接并插入檢測槽中。

４腳（ＲＤＹＭＯＤ）：該腳為雙向端口，其輸出為三態(tài)?輸入采用斯密特觸發(fā)方式。當(dāng)ＲＤＹＭＯＤ被強(qiáng)制為０時(shí)，ＭＣ３３５６０可通過ＣＳ端口上的一個(gè)負(fù)跳變來將器件設(shè)置為編程方式。

５腳（ＣＳ）：片選引腳。該腳為高時(shí)，ＭＣ３３５６０的２、６、７、１０、２０和２１腳無效；在ＣＳ信號(hào)的下降沿，器件進(jìn)入編程模式。

６腳（ＲＥＳＥＴ）：復(fù)位引腳。當(dāng)ＣＳ為低時(shí)，該腳信號(hào)可對１４腳上的卡復(fù)位信號(hào)進(jìn)行控制；而當(dāng)ＣＳ為高時(shí)，該腳信號(hào)將被鎖定。實(shí)際中，該引腳也可以用于編程模式。

７腳（ＩＯ）：智能卡與微控制器之間的串行Ｉ／Ｏ信號(hào)傳輸引腳。可與微控制器的串行Ｉ／Ｏ端口相連。當(dāng)ＣＳ為低時(shí)，該腳上的電平傳輸有效；ＣＳ為高時(shí)，該腳信號(hào)被鎖定。

８腳（ＩＮＶＯＵＴ）：該腳信號(hào)實(shí)際上是９腳ＡＳＹ-ＣＬＫＩＮ信號(hào)經(jīng)緩沖和反轉(zhuǎn)后的時(shí)鐘信號(hào)。

９腳（ＡＳＹＣＬＫＩＮ）：該腳用于連接主微控制器時(shí)鐘或其它時(shí)鐘信號(hào)。該腳信號(hào)可反饋到內(nèi)部時(shí)鐘選擇電路并以相同的頻率傳輸?shù)剑茫遥模茫蹋硕丝冢部梢酝ㄟ^編程將其二分頻或四分頻。

１０腳（ＳＹＮＣＬＫ）：該腳一般連接微控制器的串行接口時(shí)鐘信號(hào)，以用作智能卡的同步通信。該腳信號(hào)可反饋到內(nèi)部時(shí)鐘選擇電路并通過適當(dāng)?shù)木幊虃鬏數(shù)剑停茫常常担叮暗模茫遥模茫蹋硕丝凇Ｔ诰幊棠Ｊ剑撃_信號(hào)將在ＣＳ端為高時(shí)被鎖定。

    ２０，２１腳（Ｃ８，Ｃ４）：除編程模式外，這兩個(gè)引腳與Ｉ／Ｏ引腳具有基本相同的輸入輸出功能。它們可與微控制器的一個(gè)雙向端口相連。當(dāng)ＣＳ為低時(shí)，該腳的電平傳輸有效；ＣＳ為高時(shí)，該腳信號(hào)被鎖定。

２．２ 智能卡接口引腳功能

１１腳（ＣＲＤＩＯ）：該腳一般連接到卡連接器的串行Ｉ／Ｏ引腳；

１４腳（ＣＲＤＲＳＴ）：使用時(shí)應(yīng)將該端連接到卡連接器的ＲＥＳＥＴ端；

１５腳（ＣＲＤＣＬＫ）：時(shí)鐘選擇電路輸出，一般與卡連接器的ＣＬＫ端相連；其時(shí)鐘選擇可在ＲＤＹＭＯＤ下變?yōu)椋皶r(shí)通過２、６和７腳進(jìn)行編程設(shè)置；

１６，１９腳(ＣＲＤＣ４，ＣＲＤＣ８)：通用輸入輸出口，與ＣＲＤＩＯ端口的功能基本相同，通常被分別連接到卡連接器的Ｃ４和Ｃ８引腳；

１７腳（ＣＲＤＤＥＴ）：卡連接器的卡檢測開關(guān)連接端口。該端口上的卡檢測相位由１８腳決定，使用時(shí)應(yīng)在該腳上接一個(gè)上拉或下拉電阻；

１８腳（ＣＲＤＣＯＮ）：該腳可連至ＰＧＮＤ、ＶＢＡＴ或微控制器的其它輸出端口。當(dāng)１７腳為０時(shí)，該腳為邏輯１；反之，該腳為邏輯０。

２．３ 電流限制和熱保護(hù)引腳功能

１腳（ＰＧＮＤ）：功率地，應(yīng)通過適當(dāng)?shù)牟季€技術(shù)連接到ＣＲＤＧＮＤ端；

１２腳（ＣＲＤＧＮＤ）：信號(hào)地；與卡連接器的地端相連，該端電平可作為所有模擬和數(shù)字信號(hào)的參考地點(diǎn)；

１３腳（ＣＲＤＶＣＣ）：卡電源引腳，設(shè)計(jì)時(shí)可連到卡連接器的ＶＣＣ端。該端電平可作為１１、１４、１５、１６和１９腳的高電平參考；

２２腳（Ｌ１）：ＤＣ／ＤＣ轉(zhuǎn)換器外部電感連接端；

２３腳（ＶＢＡＴ）：供電電壓端口，為２腳到１０、１７、１８、２０和２１腳高電平邏輯參考。當(dāng)ＶＢＡＴ電壓低于最低閥值時(shí)，ＭＣ３３５６０的操作被禁止；

２４腳（ＩＬＩＭ）：該腳可以和ＰＧＮＤ相連，也可以通過一個(gè)電阻和ＰＧＮＤ腳相連，還可以懸空，具體接法可由智能卡線圈所提供的峰值電流來決定。

圖3

３　ＭＣ３３５６０的工作模式

ＭＣ３３５６０共有待機(jī)模式、編程模式、激活模式、事務(wù)處理模式和空閑模式等五種工作模式，其中待機(jī)模式為無卡時(shí)的工作模式；編程模式為對ＭＣ３３５６０進(jìn)行編程操作時(shí)的模式；而在激活模式下，用戶可以查詢卡的狀態(tài)并進(jìn)行ＤＣ／ＤＣ轉(zhuǎn)換；在事務(wù)處理模式下?ＭＣ３３５６０會(huì)保持加到卡上電源和選中的時(shí)鐘信號(hào)，并根據(jù)電源電壓在微處理器和卡之間進(jìn)行ＩＯ、ＲＥＳＥＴ、Ｃ４、Ｃ８等引腳的信號(hào)電平轉(zhuǎn)換；空閑模式指的是卡已上電，但沒有進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的狀態(tài)。圖２所示是五種工作模式之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系圖。

４　應(yīng)用設(shè)計(jì)

４．１ 硬件應(yīng)用電路

圖３所示是用ＭＣ３３５６０智能卡讀寫器接口電路和ＭＣ６８ＨＣ７０５Ｃ９微控制器構(gòu)成的智能卡讀寫器的硬件應(yīng)用電路。

４．２ 軟件編程

在了解了ＭＣ３３５６０的硬件工作原理后，接下來的工作就是程序設(shè)計(jì)。下面是對ＭＣ３３５６０進(jìn)行編程時(shí)的部分程序源代碼：

ｓｔａｔｉｃ ｉｎｔ ３３５６０ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｍｏｄｅ?ｉｎｔ ｓｔａｔｕｓ

    {

ＣＬＥＡＲ_ＲＤＹＭＯＤ; ／／ｉｎｔｅｒ ｔｈｅ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｍｏｄｅ

ＳＥＴ_ＣＳ;

Ｄｅｌａｙ；

ＣＬＥＡＲ_ＣＳ;

／＊＊ ＶＣＣ ａｎｄ Ｃｌｏｃｋ ｏｆ Ｃａｒｄ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ＊＊／

ｓｗｉｔｃｈ(ｓｔａｔｕｓ)

{

ｃａｓｅ ０:

／／ＳＹＮＣＬＫ ３ｖ

{

ＣＬＥＡＲ_ＰＷＲＯＮ;

ＣＬＥＡＲ_ＲＥＳＥＴ;

ＣＬＥＡＲ_ＤＡＴＡＩＯ;

ｂｒｅａｋ;

}

……………　 ／／ ｃａｓｅ １－－－ｃａｓｅ ７

}   ／／ｆｉｎｉｓｈｅｄ ｐｒｏｇｒａｍ

Ｄｅｌａｙ;

ＳＥＴ_ＣＳ;?　 ／／ｌｏｃｋ ｔｈｅ ｖａｌｕｅ

ＳＥＴ_ＲＤＹＭＯＤ; 　／／ｏｕｔ ｏｆ ｔｈｉｓ ｍｏｄｅ

ｒｅｔｕｒｎ ０;

}

設(shè)置ＭＣ３３５６０進(jìn)入待機(jī)模式的程序代碼如下：

ｓｔａｔｉｃ ｉｎｔ ３３５６０_ｓｔａｎｄｂｙ_ｍｏｄｅ()

{

３３５６０_ｒｅｓｅｔ();

ＣＬＥＡＲ_ＣＳ;

ＣＬＥＡＲ_ＰＷＲＯＮ;

ＳＥＴ_ＣＳ;

ｒｅｔｕｒｎ ０;}

對于激活模式，當(dāng)ＭＣ３３５６０被選中后，ＲＤＹＭＯＤ引腳將變?yōu)檩敵觯藭r(shí)可以查詢ＭＣ３３５６０的狀態(tài)。如果發(fā)現(xiàn)有卡，則啟動(dòng)ＤＣ／ＤＣ轉(zhuǎn)換器。然后繼續(xù)查詢ＲＤＹＭＯＤ引腳以檢測是否成功進(jìn)行了ＤＣ／ＤＣ轉(zhuǎn)換。該過程的流程圖如圖４所示。下面是其程序代碼：

ＳＥＴ_ＣＳ;

ＳＥＴ_ＰＷＲＯＮ;

Ｄｅｌａｙ;

ＣＬＥＡＲ_ＰＷＲＯＮ;

ＣＬＥＡＲ_ＲＥＳＥＴ;

ＣＬＥＡＲ_ＣＳ; 　 ／／ 當(dāng) ＣＳ＝０時(shí)，可以查詢３３５６０

ｓｗｉｔｃｈ(ＲＤＹＭＯＤ)

{

ｃａｓｅ ０:

３３５６０_ｓｔａｎｄｂｙ_ｍｏｄｅ(); ／／無卡，進(jìn)入待機(jī)模式

ｂｒｅａｋ;

ｄｅｆａｕｌｔ:

ＳＥＴ_ＰＷＲＯＮ; ／／ 準(zhǔn)備檢查ＤＣ／ＤＣ轉(zhuǎn)換是否成功

ｌｏｏｐ１:

ｉｆ(ＲＤＹＭＯＤ＝＝０)

{

ｄｅｌａｙ； 　 ／／ ＤＣ／ＤＣ轉(zhuǎn)換過載

ｇｏｔｏ ｌｏｏｐ１;

}

ＳＥＴ_ＣＳ;　 ／／轉(zhuǎn)換ｏｋ，進(jìn)入事務(wù)處理模式

ＣＬＥＡＲ_ＣＳ;

ｂｒｅａｋ;

}

５　結(jié)束語

在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，由于尖峰信號(hào)，可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的ＩＮＴ信號(hào)，所以微控制器應(yīng)插入一個(gè)毫秒級(jí)的延時(shí)，以在ＰＷＲＯＮ置高時(shí)保持卡觸點(diǎn)在卡連接器上的穩(wěn)定。當(dāng)檢測到卡被取出時(shí)，卡檢測器會(huì)激活掉電時(shí)序并禁止轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換，通常可以加５０μｓ的延遲。