IC卡技術(shù)及其應(yīng)用編著中國(guó)科學(xué)院教材建設(shè)專家委員會(huì)教材建設(shè)立項(xiàng)項(xiàng)目高等院校信息與電子技術(shù)類規(guī)劃教材1謝謝觀賞2019-9-13IC卡技術(shù)及其應(yīng)用編著中國(guó)科學(xué)院教材建設(shè)專家委員會(huì)教材第一章基礎(chǔ)知識(shí)1.1 IC卡的概念1.2 I2C總線1.3 CRC碼原理1.4 IC卡技術(shù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)2謝謝觀賞2019-9-13第一章基礎(chǔ)知識(shí)1.1 IC卡的概念2謝謝觀賞2019-9IC卡的概念

IC卡的主要特點(diǎn)

高可靠性高安全性大存儲(chǔ)量方便使用多應(yīng)用類型3謝謝觀賞2019-9-13IC卡的概念I(lǐng)C卡的主要特點(diǎn)3謝謝觀賞2019-9-13IC卡的概念I(lǐng)C卡的發(fā)展歷程1968年，德國(guó)，將集成電路裝入身份識(shí)別卡1969年12月，日本，提出一種制造安全可靠的信用卡方1974年，法國(guó)，系統(tǒng)的IC卡運(yùn)作方案4謝謝觀賞2019-9-13IC卡的概念I(lǐng)C卡的發(fā)展歷程4謝謝觀賞2019-9-13IC卡的概念1977年6月，CII-HoneywellBull公司，存儲(chǔ)型IC卡的雛形1978年，第一張采用SiemensSIKART集成電路芯片的IC卡身份識(shí)別及交易卡1980年3月，法國(guó)的存儲(chǔ)卡研究組織（memorycardgroup）正式成立1980年11月，第一張裝有CPU的IC卡誕生5謝謝觀賞2019-9-13IC卡的概念1977年6月，CII-HoneywellBuIC卡的概念國(guó)際組織國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織，ISO，InternationalOrganizationforStandardization國(guó)際電工技術(shù)委員會(huì)，IEC，InternationalElectro-technicalCommission

6謝謝觀賞2019-9-13IC卡的概念國(guó)際組織6謝謝觀賞2019-9-13IC卡的概念國(guó)外主要IC卡企業(yè)

Siemens、Atmel、Motorola、Bull（法國(guó)布爾公司）、Schlumberger（法國(guó)斯倫貝謝公司）、ISSI、STMicroelectronics（意法半導(dǎo)體有限公司）、Samsung、Philips、Toshiba、Hitachi7謝謝觀賞2019-9-13IC卡的概念國(guó)外主要IC卡企業(yè)7謝謝觀賞2019-9-13IC卡的概念國(guó)內(nèi)主要IC卡企業(yè)上海復(fù)旦微電子、深圳市明華澳漢、北京握奇、北京航天金卡、北京中電智能卡公司、華旭金卡、北京華大、上海貝嶺、北京大唐微電子、上海華虹集團(tuán)、天津環(huán)球磁卡、深圳德誠(chéng)信用卡制造有限公司8謝謝觀賞2019-9-13IC卡的概念國(guó)內(nèi)主要IC卡企業(yè)8謝謝觀賞2019-9-13IC卡的概念I(lǐng)C卡的應(yīng)用領(lǐng)域電信行業(yè)公安行業(yè)公共交通建設(shè)及公用事業(yè)9謝謝觀賞2019-9-13IC卡的概念I(lǐng)C卡的應(yīng)用領(lǐng)域9謝謝觀賞2019-9-13IC卡的概念I(lǐng)C卡的應(yīng)用領(lǐng)域勞動(dòng)和社會(huì)保障行業(yè)稅務(wù)行業(yè)組織機(jī)構(gòu)代碼IC卡石油石化行業(yè)啟動(dòng)了IC加油卡工程10謝謝觀賞2019-9-13IC卡的概念I(lǐng)C卡的應(yīng)用領(lǐng)域10謝謝觀賞2019-9-13IC卡的概念I(lǐng)C卡的分類根據(jù)集成電路類型分類

存儲(chǔ)卡邏輯加密卡CPU卡信息紐扣（TM卡）11謝謝觀賞2019-9-13IC卡的概念I(lǐng)C卡的分類11謝謝觀賞2019-9-13IC卡的概念I(lǐng)C卡的分類根據(jù)卡與外界數(shù)據(jù)交換的界面不同分類

接觸式IC卡非接觸式IC卡雙界面卡12謝謝觀賞2019-9-13IC卡的概念I(lǐng)C卡的分類12謝謝觀賞2019-9-13IC卡的概念I(lǐng)C卡的分類根據(jù)卡的應(yīng)用領(lǐng)域不同分類

金融卡又可以分為信用卡和現(xiàn)金卡兩種非金融卡實(shí)際包含金融卡之外的所有領(lǐng)域，諸如電信、旅游、教育和公交等13謝謝觀賞2019-9-13IC卡的概念I(lǐng)C卡的分類13謝謝觀賞2019-9-13IC卡的概念I(lǐng)C卡應(yīng)用系統(tǒng)的基本組成IC卡用卡裝置IC卡讀寫(xiě)器與被控制對(duì)象的集成管理系統(tǒng)由普通微機(jī)系統(tǒng)和IC卡讀寫(xiě)器組成14謝謝觀賞2019-9-13IC卡的概念I(lǐng)C卡應(yīng)用系統(tǒng)的基本組成14謝謝觀賞2019-9IC卡的概念I(lǐng)C卡應(yīng)用系統(tǒng)的基本組成

15謝謝觀賞2019-9-13IC卡的概念I(lǐng)C卡應(yīng)用系統(tǒng)的基本組成15謝謝觀賞2019-IC卡的概念I(lǐng)C卡的卡基材料卡基：IC卡的塑料卡片基體ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）PVC（聚氯乙烯）PET（聚酯）Melinex16謝謝觀賞2019-9-13IC卡的概念I(lǐng)C卡的卡基材料16謝謝觀賞2019-9-13I2C總線

什么是I2C總線？

I2C（inter-integratedcircuit）Philips公司于20世紀(jì)80年代提出兩線式串行總線，用于微處理器與外圍器件的連接廣泛應(yīng)用于各種以串行通信方式作為接口的集成電路17謝謝觀賞2019-9-13I2C總線什么是I2C總線？17謝謝觀賞2019-9-1I2C總線I2C總線的特點(diǎn)接口線數(shù)少除地線外只有兩條連線硬件占用的空間小可以支持多主控方工作方式任何能夠進(jìn)行發(fā)送和接收的器件都可以成為主控方18謝謝觀賞2019-9-13I2C總線I2C總線的特點(diǎn)18謝謝觀賞2019-9-13I2C總線I2C總線的構(gòu)成數(shù)據(jù)線SDA雙向，即每個(gè)器件都必須以O(shè)C或OD方式連接時(shí)鐘線SCL對(duì)多主控器件的總線，雙向?qū)τ趩我恢骺仄骷目偩€，單向19謝謝觀賞2019-9-13I2C總線I2C總線的構(gòu)成19謝謝觀賞2019-9-13I2C總線狀態(tài)總線備用時(shí)，SDA和SCL，高電阻高電平狀態(tài)關(guān)閉I2C總線時(shí)，SCL鉗位于低電平速率標(biāo)準(zhǔn)模式下，100kb/s高速模式下，400kb/s20謝謝觀賞2019-9-13I2C總線狀態(tài)20謝謝觀賞2019-9-13I2C總線I2C總線上的數(shù)據(jù)位傳送

SCL高電平時(shí)，SDA上必須保持有穩(wěn)定的邏輯電平狀態(tài)高電平為數(shù)據(jù)1，低電平為數(shù)據(jù)0SCL低電平時(shí)，允許SDA的電平狀態(tài)變化21謝謝觀賞2019-9-13I2C總線I2C總線上的數(shù)據(jù)位傳送21謝謝觀賞2019-9I2C總線I2C總線上的數(shù)據(jù)位傳送

22謝謝觀賞2019-9-13I2C總線I2C總線上的數(shù)據(jù)位傳送22謝謝觀賞2019-9I2C總線三種類型信號(hào)起始信號(hào)SCL為高電平時(shí)，SDA由高電平向低電平跳變，開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)停止信號(hào)SCL為高電平時(shí)，SDA由低電平向高電平跳變，終止傳送數(shù)據(jù)23謝謝觀賞2019-9-13I2C總線三種類型信號(hào)23謝謝觀賞2019-9-13I2C總線三種類型信號(hào)應(yīng)答信號(hào)接收數(shù)據(jù)的器件在接收到8bit數(shù)據(jù)后，向發(fā)送數(shù)據(jù)的器件發(fā)出特定的低電平脈沖，表示已收到數(shù)據(jù)24謝謝觀賞2019-9-13I2C總線三種類型信號(hào)24謝謝觀賞2019-9-13I2C總線串行總線上的數(shù)據(jù)通信25謝謝觀賞2019-9-13I2C總線串行總線上的數(shù)據(jù)通信25謝謝觀賞2019-9-1I2C總線I2C總線的基本操作——器件概念主器件發(fā)送控制字節(jié)到總線上的器件被稱為主器件從器件接收控制字節(jié)的器件則被稱為從器件任一器件都可以作為主器件或從器件

26謝謝觀賞2019-9-13I2C總線I2C總線的基本操作——器件概念任一器件都可以作為I2C總線I2C總線的基本操作——控制字節(jié)在起始信號(hào)之后bit7～bit4，器件的類型識(shí)別符bit3～bit1，片選bit0，讀、寫(xiě)選擇位1為讀操作，0為寫(xiě)操作27謝謝觀賞2019-9-13I2C總線I2C總線的基本操作——控制字節(jié)27謝謝觀賞201I2C總線I2C總線的基本操作——寫(xiě)操作寫(xiě)字節(jié)、寫(xiě)頁(yè)操作時(shí)序28謝謝觀賞2019-9-13I2C總線I2C總線的基本操作——寫(xiě)操作28謝謝觀賞2019I2C總線I2C總線的基本操作——讀操作隨機(jī)讀讀取指定地址的數(shù)據(jù)當(dāng)前地址讀讀取當(dāng)前地址的數(shù)據(jù)順序讀讀取連續(xù)的數(shù)據(jù)29謝謝觀賞2019-9-13I2C總線I2C總線的基本操作——讀操作29謝謝觀賞2019I2C總線I2C總線的基本操作——讀操作操作時(shí)序30謝謝觀賞2019-9-13I2C總線I2C總線的基本操作——讀操作30謝謝觀賞2019I2C總線與MCS-51系列單片機(jī)接口P1和P3口中任選兩條作為接口線分別用電阻（通常用5.1kΩ電阻）上拉至5V電源或者用P0或P2口按位控方式31謝謝觀賞2019-9-13I2C總線與MCS-51系列單片機(jī)接口31謝謝觀賞2019CRC碼原理基礎(chǔ)知識(shí)CRC（cyclicredundancycheck）碼：循環(huán)冗余校驗(yàn)碼目的：校驗(yàn)數(shù)據(jù)傳送是否正確采用了r位校驗(yàn)，強(qiáng)于奇偶校驗(yàn)32謝謝觀賞2019-9-13CRC碼原理基礎(chǔ)知識(shí)32謝謝觀賞2019-9-13CRC碼原理基本原理發(fā)送端：根據(jù)要傳送的k位二進(jìn)制碼序列，以一定的規(guī)則產(chǎn)生一個(gè)用于校驗(yàn)的r位校驗(yàn)碼附在原始數(shù)據(jù)后邊，一起發(fā)送出去接收端：根據(jù)數(shù)據(jù)碼和CRC碼之間所遵循的規(guī)則進(jìn)行校驗(yàn)，以確定數(shù)據(jù)通信過(guò)程中是否出錯(cuò)33謝謝觀賞2019-9-13CRC碼原理基本原理33謝謝觀賞2019-9-13CRC碼原理CRC碼算法——一些定義一個(gè)數(shù)碼組可以表示成一個(gè)多項(xiàng)式01100101B可表示為x6+x5+x2+1P(x)：原始數(shù)據(jù)k-1次多項(xiàng)式G(x)：生成多項(xiàng)式，r-1次R(x)：CRC多項(xiàng)式T(x)：編碼后帶有CRC碼的數(shù)據(jù)多項(xiàng)式34謝謝觀賞2019-9-13CRC碼原理CRC碼算法——一些定義34謝謝觀賞2019-9CRC碼原理CRC碼算法P(x)乘以x

：對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制碼序列左移r位除以G(x)：所得余式為R(x) T(x)=xr

P(x)+R(x)接收方解碼：將T(x)除以G(x)，如果余數(shù)為0，則說(shuō)明傳送中無(wú)錯(cuò)誤發(fā)生，否則說(shuō)明傳送有誤。35謝謝觀賞2019-9-13CRC碼原理CRC碼算法35謝謝觀賞2019-9-13CRC碼原理例子：待傳送的原始數(shù)據(jù)為1110B：P(x)=x3+x2+x

生成多項(xiàng)式為1100B：G(x)=x3+x2，r=3則R(x)=x，過(guò)程如下：

36謝謝觀賞2019-9-13CRC碼原理例子：36謝謝觀賞2019-9-13CRC碼原理例子T(x)=(x6+x5+x4)+(x2)=x6+x5+x4+x2,即1110000B+100B=1110100B接受端：無(wú)余數(shù)則傳輸正確這里的“減法”非一般意義減法，而是邏輯異或運(yùn)算37謝謝觀賞2019-9-13CRC碼原理例子37謝謝觀賞2019-9-13CRC碼原理CRC碼硬件電路的實(shí)現(xiàn)方法除法電路可以采用CPLD來(lái)實(shí)現(xiàn)

38謝謝觀賞2019-9-13CRC碼原理CRC碼硬件電路的實(shí)現(xiàn)方法38謝謝觀賞2019-CRC碼原理比特型算法

1）將新到來(lái)的bit（INPUT）與bit0（LSB）做異或運(yùn)算產(chǎn)生待移入bit7（MSB）的臨時(shí)位。2）將bit1移入bit0，bit2移入bit1。3）將bit3與臨時(shí)位做異或運(yùn)算后移入bit2。39謝謝觀賞2019-9-13CRC碼原理比特型算法39謝謝觀賞2019-9-13CRC碼原理比特型算法4）將bit4與臨時(shí)位做異或運(yùn)算后移入bit3。5）將bit5移入bit4，bit6移入bit5，bit7移入bit6。6）將臨時(shí)位移入bit7。40謝謝觀賞2019-9-13CRC碼原理比特型算法40謝謝觀賞2019-9-13IC卡技術(shù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

IC卡的基本標(biāo)準(zhǔn)

接觸式IC卡的基本標(biāo)準(zhǔn)GB/T14916—1994、GB/T16649.1—1996、GB/T16649.2—1996、GB/T16649.3—1996、GB/T17552—1998、GB/T17554—1998、ISO/IEC7810:1995、ISO/IEC10373—1:1998、ISO/IEC10373—3:2001、ISO/IEC7816.1—199841謝謝觀賞2019-9-13IC卡技術(shù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)IC卡的基本標(biāo)準(zhǔn)41謝謝觀賞2019IC卡技術(shù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

IC卡的基本標(biāo)準(zhǔn)非接觸式IC卡的基本標(biāo)準(zhǔn)目前國(guó)際上還沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，可供選用的幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是ISO/IEC10536、IS