在当前的金融POS终端及相关领域,ISO7816通讯协议得到了广泛应用。英创的工控主板EM9161,可在其异步串口的基础上,通过简单的设置,就可把串口转为符合ISO7816协议的接口,实现与各种智能卡的通讯。本文主要介绍采用EM9161的COM2口,实现ISO7816通讯的基本方法。
上图表示EM9161作为ISO7816主控方与智能卡的连接示意图,其中原COM2口的数据发送管脚TXD2作为ISO7816的半双工数据信号DIO;原COM2口的RTS2n控制线作为ISO7816的时钟信号SCK。两个信号线的电平均为3.3V的TTL信号电平。
应用程序进行ISO7816通讯的基本流程为:
1、按标准方法打开串口“COM2:”,并设置相应串口参数;
2、通过DeviceIoControl(…)函数使能ISO7816通讯模式,并设置相关参数;
3、设置波特率,注意在使能ISO7816模式后,必须重新设置波特率;
4、进行数据通讯,数据帧的奇偶校验位需要与通讯对端匹配;
5、通过DeviceIoControl(…)函数禁止ISO7816通讯模式;
6、按标准方法关闭串口“COM2:”。
为了实现从通常的异步串口到ISO7816的转换,EM9161的串口驱动增加了2个IOCTL功能如下:
#include
#define IOCTL_SERIAL_ENABLE_ISO7816 \
CTL_CODE(FILE_DEVICE_SERIAL_PORT,40,METHOD_BUFFERED,FILE_ANY_ACCESS)
#define IOCTL_SERIAL_DISABLE_ISO7816 \
CTL_CODE(FILE_DEVICE_SERIAL_PORT,41,METHOD_BUFFERED,FILE_ANY_ACCESS)
使能ISO7816的DeviceIoControl调用,需要同时设置相应的参数。这些参数包括ISO7816的协议类型,帧数据的应答规范等,定义相应的参数如下:
#define AT91C_US_USMODE_ISO7816_0 0x4 // ISO7816 protocol: T = 0
#define AT91C_US_USMODE_ISO7816_1 0x6 // ISO7816 protocol: T = 1
#define AT91C_US_INACK (0x1 << 20) // Inhibit Non Acknowledge
#define AT91C_US_DSNACK (0x1 << 21) // Disable Successive NACK
此外ISO的波特率按如下公式计算:
BR = (DI / FI)× SCK
上式中的SCK = 串口波特率×FI / DI,例如串口波特率为9600,FI / DI = 372,则SCK时钟频率为3.57MHz。在EM9161中,对DI和FI的设置,是通过设置(FI/DI)这个比值来实现的,其中有效的值如下表所示:
DI = 1 | DI = 2 | DI = 4 | DI = 8 | DI = 16 | DI = 32 | DI = 12 | DI = 20 | |
FI = 372 | 372 | 186 | 93 | 47 | 23 | 12 | 31 | 19 |
FI = 558 | 558 | 279 | 140 | 70 | 35 | 17 | 47 | 28 |
FI = 774 | 774 | 372 | 186 | 93 | 47 | 23 | 62 | 37 |
FI = 1116 | 1116 | 558 | 279 | 140 | 70 | 35 | 93 | 56 |
FI = 1488 | 1488 | 744 | 372 | 186 | 93 | 47 | 124 | 74 |
FI = 1806 | 1806 | 930 | 465 | 233 | 116 | 58 | 155 | 93 |
FI = 512 | 512 | 256 | 128 | 64 | 32 | 16 | 43 | 26 |
FI = 768 | 768 | 384 | 192 | 96 | 48 | 24 | 64 | 38 |
FI = 1024 | 1024 | 512 | 256 | 128 | 64 | 32 | 85 | 51 |
FI = 1536 | 1536 | 768 | 384 | 192 | 96 | 48 | 128 | 77 |
FI = 2048 | 2048 | 1024 | 512 | 256 | 128 | 64 | 171 | 102 |
选择蓝色区域的值,可得到对应的黄色区域的FI和绿色区域的DI,由此可计算相应的波特率。
在具体的调用中,参数的传递是通过两个DWORD实现的,代码如下:
DWORD dwMode, dwFI_DI_Ratio;
DWORD pBuf[2];
dwMode = AT91C_US_USMODE_ISO7816_0;
dwFI_DI_Ratio = 372;
pBuf[0] = dwMode;
pBuf[1] = dwFI_DI_Ratio;
if (!DeviceIoControl ( m_hSer, // 串口handle
IOCTL_SERIAL_ENABLE_ISO7816, // 命令码
pBuf, sizeof(pBuf), // input buffer
NULL, 0, // output buffer
NULL, NULL ))
{
printf('IOCTL_SERIAL_ENABLE_ISO7816 failed!\r\n');
}
关闭ISO7816通讯模式比较简单,没有任何参数:
if (!DeviceIoControl ( m_hSer, // 串口handle
IOCTL_SERIAL_DISABLE_ISO7816, // 命令码
NULL, 0,
NULL, 0,
NULL, NULL ))
{
printf('IOCTL_SERIAL_DISABLE_ISO7816 failed!\r\n');
}
设置了ISO模式后,应用程序仍然可以像操作普通串口那样,进行数据的读写,只是需要注意的是ISO7816的半双工模式的,所以数据通讯的过程更像是RS485的过程。用户可参考英创网站的《RS485接口通讯的WinCE编程要点》一文,来规划自己的应用程序。
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