CPU卡程序设计实例（二）软件设计

2. 软件设计

2.1. 工作原理

CPU卡在数据传输方式上与存储卡是不同的，它采用的是串行异步半双工方式，所以在对CPU卡进行读写设计时，首先应计算出在I/O线上数据的位宽，以保证通信的正确；其次，由于采用的是MSP430F系列单片机，它采用了DCO技术，其向系统提供的时钟频率是可调的，故应根据系统要求的时钟频率对基础时钟模块进行设置，以得到准确的时钟信号；在设计读写程序时，一定要按照ISO7816标准规定的流程进行编程，其编制成功的标志是能正确的接收复位信号，能发送命令，并根据每条命令的格式接收到正确的返回数据或状态标志。下面就这几方面内容进行讨论。

2.2. ETU的计算

I/O口线上所用的数据位宽度被确定为基本时间单位ETU（elementary time unit）,计算公式为：ETU=372/f。

其中f为时钟频率，一般在1-5MHz之间选择，当时钟频率为3.75MHz时，传输的速率为9600波特率。

在实际单片机编程时，必须将ETU计算准确，否则将不能保证单片机与IC卡通讯的正确性和稳定性。

由于CPU卡是采用串行异步半双工方式和终端通信，由终端向CPU卡提供时钟信号，并以此来控制交易的时序，所以在程序设计前应先计算出准确的ETU（基本时间单位）。ETU即I/O口线上所用的数据位宽度，ETU的计算可采用延时子程序的方式，在C语言环境下，可以在模拟仿真环境下，观察延时子程序所用的时钟周期，从而得到精确的ETU。

2.3. 系统时钟MCLK的设置

本系统中，终端和CPU卡的时钟都是由MCLK提供，MCLK的时钟源来自DCO（数字控制振荡器）。MSP430F系列单片机的DCO振荡器被集成在FLL+时钟模块中，它产生的时钟信号可作为MCLK或SMCLK。

在本实例中，CPU卡和终端的时钟信号是由MCLK提供的，外接晶体的频率为32.768KHz，MCLX的频率设置为2MHz，以充分利用MSP430和CPU卡的高速性能。

另外，要想使MCLK信号能够输出，还必须将PJ.1口设置为MCLK输出模式。这样CPU卡的CLK端才能得到正确的时钟信号。

2.4. 复位时序

在对CPU卡进行读写操作前，必须对它进行正确的复位。复位成功后，即可对CPU卡进行各种交易操作，操作结束后，要对CPU卡执行下电操作，以正确的释放各触电。CPU卡的复位操作是严格按照ISO-7816的时序要求进行设计的，其上电和下电时序如下图。

2.5. 上电时序

2.6. 下电时序

2.7. 字节接收程序设计

2.8.字节发送程序设计