使用 STM32F101xx 和 STM32F103xx 的智能卡接口 简介 . a4 P( J. E7 N8 w2 e) j 本文叙述了如何使用STM32F10xxx的USART模块实现智能卡接口解决方案,包括固件和硬件接口的实现。该固件和硬件包的目的是提供相应的资源,使用户使用USART模块的智能卡模式,更加便捷地开发应用程序。 8 z9 }" o$ J3 w' V. i! z 这个固件接口包括支持ISO 7816-3/4规范的库文件,同时提供基于ST的STM3210B-EVAL和STM3210E-EVAL评估板的应用程序示例。 本文档及其相关的固件可以从ST的网站下载:www.st.com & P# O! @( \0 |/ k& O* l 术语表 1 T, K% r0 a/ `8 b4 K" @2 l 5 g. F b# k' _' G+ ?" R) G) T 小容量产品是指闪存存储器容量在16K至32K字节之间的STM32F101xx、STM32F102xx和STM32F103xx微控制器。 ! y/ k) B/ e) y 中容量产品是指闪存存储器容量在64K至128K字节之间的STM32F101xx、STM32F102xx和STM32F103xx微控制器。在ST的STM3210B-EVAL评估板上集成的即为中容量产品。 , X; ^8 I5 j7 H) }6 j& m" } , g; I& Y, w* G$ A+ C U* C5 b0 _- C% L" s 大容量产品是指闪存存储器容量在256K至512K字节之间的STM32F101xx和STM32F103xx微控制器。在ST的STM3210E-EVAL评估板上集成的即为大容量产品。 - x2 U4 }+ [) V, }6 w/ f1 a4 @ 1 智能卡接口 ]: I: A: a; f2 x1 l1 a, @& w ' P; B$ l4 E: h( X 1.1 简介 智能卡接口是在USART模块的智能卡模式下开发的。关于USART寄存器的描述,请参阅STM32F10xxx参考手册。USART智能卡模式支持ISO 7816-3标准中定义的异步智能卡协议。 在使能智能卡模式的情况下,必须如下配置USART模块: ● 8位数据位加上奇偶校验 ● 0.5或1.5位停止位 3 g& `* d% w4 ? d9 \9 k 一个5位的预分频器和智能卡时钟发生器为智能卡提供时钟。智能卡接口的其他功能则由软件配合GPIO口实现。 软件中不处理ISO 7816-3中定义的反向信号传输约定,反转数据和最高有效位优先的情况。 1.2 外部接口 4 R0 V: B( V- v0 B ' f3 K4 A3 S$ b* ^: J& o* ?0 O 表1 智能卡引脚" L. w& c# A- e2 J: B+ _3 r Smartcard_RST(智能卡复位)、Smartcard_3/5V(3V或5V)、Smartcard_CMDVCC (管理VCC)以及Smartcard_OFF信号(智能卡检测信号)由软件控制GPIO的端口实现。为了使数据信号以正确的驱动连接到智能卡IO引脚,应当把USART_TX端口的GPIO位编程为复用开漏输出模式,为把时钟发生器连接到Smartcard_CLK的引脚,USART_CK端口的GPIO位应配置为复用推挽输出模式。 1.3 协议 ISO 7816-3标准为异步协议定义了时间基准单位,称作ETU(elementary time units),它与输入至智能卡的时钟频率有关。一个ETU的长度是一个位时间。USART接收器和发送器在内部通过Rx_SW信号相连接。必须将USART模块设置为智能卡模式,才能实现从STM32F10xxx向智能卡传输数据。 ; Y; S+ {2 S7 m2 m. o5 p9 z3 Z( @5 H 图1 ISO 7816-3异步协议& f& A/ l, R# U' `4 E* ` 4 N Y8 [& ~) z1 i" e) m, J 1.4 智能卡时钟发生器 1 k1 Z6 P) A: I: R9 v' L% Q智能卡时钟发生器为与之相连的智能卡提供时钟信号。智能卡使用这个时钟产生在智能卡与USART模块之间进行串行通信的波特率时钟。如果智能卡上有CPU,该时钟将同时提供给CPU使用。 7 X# G" K5 w8 {% A) c+ e智能卡接口操作要求,在卡上的CPU运行代码时可以调整时钟速率,这样可以改变通讯的波特率,或者可以提升智能卡的性能。在ISO7816-3标准中详细描述了,协商时钟速率和改变时钟速率的协议。 这个时钟被用作智能卡内CPU的时钟,因此更新微控制器输出的时钟频率必须和智能卡时钟同步,应注意保证没有比短周期的40%更短的脉冲。 5 z4 c4 \, U1 f! k) u6 F4 u |
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