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DS8113智能卡模拟接口评估套件使用说明

作者:dolphin时间:2012-07-31

DS8113智能卡模拟接口评估套件使用说明

摘要:本应用笔记介绍使用DS8113智能卡模拟接口评估(EV)套件的必要步骤。本文说明如何安装、配置套件的硬件和软件,如何创建、装载MAXQ2000 RISC微控制器的执行程序。这里提供了一个简单的“Hello World”实例和板上LCD的使用实例。本文还包括一些用来演示智能卡交易的函数(包括C程序)。

概述

DS8113评估(EV)套件为评估DS8113提供了一个便利的、经过验证的平台。DS8113是用于智能卡读卡器的低成本、低功耗模拟前端,针对所有ISO 7816、EMV和GSM11-11应用设计。DS8113支持5V、3V和1.8V智能卡,具有工作模式和停止模式的低功耗选项。DS8113评估板和附带的JTAG板如图1所示。评估板包括DS8113和MAXQ2000微控制器,可编程提供完备的EMV智能卡接口。这个接口软件库函数可以从套件的CD_ROM获取,或免费从Maxim网站下载文件AN4200_sw.zip。评估板还包含智能卡插槽和每行20个字符,共计两行的LCD模块。图1. DS8113评估板和JTAG电路板DS8113器件设计用于连接系统微控制器和智能卡,提供所有电源、ESD保护以及IC卡应用所需的电平转换功能。DS8113为双电源供电器件,VDD的供电范围是2.7V至6.0V,VDDA必须连接到5.0V至6.0V,为智能卡提供电源。DS8113产生智能卡电源:1.8V、3.0V或5.0V。与微控制器的通信通过DS8113专用引脚和处理器的标准输入/输出(I/0)实现。

软件设置

在本应用笔记采用了Maxim的微控制器工具箱(MTK)、Rowley CrossWorks的C语言编译器和集成开发环境(IDE)。所有软件都应该安装在PC内。MTK包含在DS8113评估套件的光盘内,也可以从Maxim网站下载。Rowley工具包可从下面介绍的网站下载,有30天的免费使用期。安装这些应用程序的步骤如下。如果这些应用程序的某一个或全部都已安装到PC内,可以忽略关于安装部分的介绍。

安装微控制器工具箱(MTK)

  1. 将DS8113评估套件的光盘插入计算机CD-ROM驱动器,CD会自动启动并显示DS8113评估板的主界面。如果CD没有自动启动,请查看CD文件夹并双击index.html文件。
  2. 从CD的主页面点击标题DS8113/MAXQ2000 Evaluation Kit Information,然后点击MTK。在提示后选择Run,将开始安装过程。按照屏幕上的提示完成整个过程。
  3. 在MTK安装过程中,选择默认设置。注意:可能会出现安全警告信息,具体取决于网站浏览器的安全设置、计算机的Windows®版本。如果出现警告信息,只要确认并继续安装即可。
关于这个工具箱的设置、开发和调试的更多信息,请参考应用笔记3698,"Rowley CrossWorks和MAXQ2000评估板入门"。

硬件设置

为了装载应用程序,必须采取一些步骤配置DS8113评估板,须正确设置评估板跳线。JTAG调试接口板必须与评估板连接,JTAG板的串口与PC连接。最后,为两块电路板上电。下面是详细步骤:
  1. 按照表1所示配置跳线1至9,图2标明具体的跳线位置。注意,图中跳线和连接器引脚1的位置用黑圈表示。
  2. 用附带的10芯扁平电缆连接JTAG板和评估板,确保极性连接正确。在JTAG板上,当电路板元件层向上时,DB-9连接器位于左侧,JTAG连接器P2的引脚1位于右下角。评估板上,JTAG连接器J2的引脚1位于左上角,如图2中黑色引脚所示。扁平电缆带有红色条纹的一侧应该连接两块电路板JTAG连接器的同一个引脚。图1所示为两块电路板的正确配置。
  3. 将附带的串口电缆一端连接至JTAG板的DB-9连接器J1,另一端连接至PC机的COM口。
  4. 将评估套件中附带的300mA,5V稳压电源(±5%)的2.5mm正端接头连接到JTAG板的电源连接器J2。确保JTAG板安装了跳线JH3,以通过JTAG扁平电缆从JTAG板给评估板供电。注意,还应该安装JTAG板的其它两个跳线(JH1和JH2)。
图2. DS8113电路板的跳线位置

装载可执行文件

可加载一个可执行文件到MAXQ2000处理器的32K字(16位)程序存储器,然后运行这个程序。从套件的光盘可以获取为DS8113评估套件硬件编写的三个应用程序,它们压缩到一个叫an4200_sw.zip的文件中。如果没有套件的CD-ROM,也可以从Maxim网站下载这个文件。在进行下一步操作之前,应该在计算机的C盘下建立一个目录"\DS8113",将.ZIP的所有文件解压缩到这个目录。解压缩文件包括源代码,必要的头文件,十六进制加载文件和CrossWorks的项目文件。通过将这些文件放到指定目录下,软件工具就知道从什么位置找到文件。否则,需要更新项目文件,指明新的位置。我们要加载的第一个程序是“Hello World”应用程序。为了执行程序,有两个便利途径可以将程序从PC加载到MAXQ2000存储器:MTK和Rowley CrossWorks工具。用户可以使用MTK程序加载一个HEX文件。评估套件的快速入门指南介绍了这个方法。以下将介绍如如何利用Rowley CrossWorks工具加载程序。
  1. 按照上述介绍启动CrossWorks MAXQ1.1 CrossStudio。
  2. 点击File,然后点击Open Solution。进入C:\DS8113目录,选择文件“HelloWorld.hzp”并打开。这将打开Hello World项目,这个项目文件包含工具箱建立应用程序所需的完整信息。
  3. 确定JTAG板已经加电(因此DS8113评估板也上电),评估板的电源开关(SW5)处于ON位置(开关朝向DB-9连接器)。在目标窗口的Maxim Serial JTAG Adapter选项上点击右键,然后选择Connect。连接后,“Maxim Serial JTAG Adapter”将会变为粗体字。
  4. 点击Build,然后点击Build and Run。屏幕底部的输出日志会显示出程序编译的进度。完成后,日志会表明程序加载并已验证,如图3所示。
  5. 在目标窗口右击Maxim Serial JTAG Adapter,然后选择Disconnect (或点击Disconnect按钮)。
  6. 应用程序已装载到电路板。将电源从JTAG和评估板撤掉,并断开JTAG板和评估板之间的扁平电缆。在以后步骤中不再使用CrossWorks,也可以关闭它。
图3. “HelloWorld”项目加载后的CrossStudio屏幕图4. 选择设备图5. 输出屏幕按照上述硬件设置中的步骤2至步骤4,重新将JTAG板和电源连接到评估板。按照上述加载可执行文件的步骤1至步骤4装载LCD演示程序到MAXQ2000的程序存储器。由于这个应用没有使用串口,所以不必按照步骤5和6断开JTAG接口与RS-232电缆。在步骤2中,选择文件LCD_8113.hzp,在完成步骤4后,新的演示程序被装载并开始运行。到此,信息将显示在LCD屏。

智能卡交易

最后一个演示程序是关于智能卡交易程序的装载和运行,实现基本借计操作以及智能卡初始化功能。由于不具备与实际支付系统相关的任何安全措施,所以这里演示的功能只是该系统的一个样本。该交易例程执行并适当管理由EMV规范定义的应用协议数据单元(APDU)的发送和接收,APDU与DS8113评估套件提供的ACOS3智能卡进行收发通信。通过发送正确的APDU,并处理它们的可能响应,例程展示了一个典型的支付交易过程。为了建立一组具有代表性的交易函数,本例支持三个主要的智能卡操作。
  1. 借记交易,从卡的余额中扣除一定金额
  2. 信用卡交易,在卡的金额上增加一定金额
  3. 卡初始化交易,将卡的余额和交易次数置为初始值
假定卡中存有100.00,并且在初始化交易时,最初交易次数被设置为1。为了简化这个例程,无论是借方交易还是贷方交易,从卡的余额中扣除或增加的都是固定金额10.00。按照上述装载可执行文件步骤的第1到6步,将智能卡交易演示程序装载到评估板。步骤2中,选择文件Transaction_8113.hzp。完成步骤6后,从JTAG板断开RS-232电缆,并将其插入评估板的串口连接器J3。开始MTK程序,并选择设备Dumb Terminal。点击Target并选择Open COMx at 115200 baud,给电路板加入5V电源,打开电源开关(开关拨向DB-9连接器),按照LCD显示的指令完成预期交易。MTK屏幕将显示程序的RS-232串口输出。该信息可用于分析和调试,也可以忽略这些信息。但是,必要时可以用来分析应用源程序,确定串口输出的含义。

结论

DS8113智能卡接口是用于智能卡读卡器的低成本模拟前端,设计用于ISO 7816、EMV和GSM11-11的所有应用。DS8113支持5V、3V和1.8V智能卡工作,具有工作模式和停止模式的低功耗选项,停止模式下电流低至10nA。DS8113评估套件提供了一个评估DS8113智能卡接口的便利且经过验证的平台。本文介绍了使用DS8113评估板的必要步骤,说明软件安装和配置、硬件配置以及为板上MAXQ2000 RISC微控制器装载可执行程序的方法。提供了一个简单的“Hello World”例程、电路板LCD演示例程以及实际支付系统智能卡交易的演示例程。提供三个应用的所有C程序代码,智能卡函数基于EMV操作库。

MAXQ是Maxim Integrated Products, Inc.的注册商标。
Windows是Microsoft Corp.的注册商标。



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