分享一种智能卡接口的设计方案

　　在设计智能卡接口时，需要处理多种输入输出电压电平和严格的故障处理要求等许多问题。为了构建牢靠的读卡系统，工程师必须遵循大量的软件和硬件标准。此外，还要解决如电路内的静电释放和引脚至引脚短路等诸多复杂问题。
　　LTC1955双智能卡接口可以为两块智能卡提供全部所需的电源管理、控制、静电释放和故障检测电路。采用一个倍压电荷泵和两个低压降线性调整器，LTC1955从一个2.7V至5.5V输入产生两路独立的5V、3V或1.8V电压。两通道都有支持EMV（Europay，MasterCadr，Visa）和ISO7816智能卡标准所需的引脚，其中一个通道有额外的控制引脚（智能卡接触凸点C4和C8）以支持现有的存储卡。整个芯片通过串行接口由微控制器来控制。
　　LTC1955拥有重要的安全措施和功能，但仍然易于使用。两组独立的电路检测智能卡是否存在。卡插入后有40ms的延时用于去抖动，以保证卡在启动前各触点接触良好。如果在刷卡过程中卡被移走，LTC1955在卡的焊垫点离开连接器的接触引脚前自动解除卡的启动。在自动解除启动时智能卡各引脚的电压变化如图1所示。
　　
　　图1 各引脚的电压变化
　　用3V电源向5V卡供电时，充电泵在重负载工作下以恒定频率方式运行，而在轻负载条件下为了省电采用自动突发功能，充电泵可以向两块智能卡提供额定电流。采用恒定频率运行的好处是可以使用小巧扁平的电容器。
　　内部的低压降线性稳压器独立控制两块智能卡的电压，支持1.8V、3V和5V三种电压，并调节智能卡信号至卡的适当电平，而且与微控制器的电源电压无关（它的范围从1.7V至5.5V）。
　　数据通信引脚I/OX和DATA是双向、全双工的，允许将数据发送到微控制器，双向引脚还有特别的加速上拉电源以保证短的上升时间（参见图2）。这些上拉电源比电阻反应更快，而且当引脚在低电平时不会消耗过多的功率。它们检测引脚的边缘速率并与预定的限值比较。如果超过限值，一个附加的电流源就加到引脚以加快它的上升时间。一旦引脚电平达到本地电源电平，加速电流就停止工作。一个在智能卡和微控制器引脚上的数据波形实例如图2所示。
　　
　　图2 数据波形实例
　　LTC1955特别的时钟分配器和同步电路便于智能卡的时钟引脚与微控制器接口，独立的时钟输入引脚可支持导步智能卡或同步存储器卡。
　　图3示出由单节锂电池供电的双智能卡至RS232及采用LTC1955的应用实例。一个简单的4线命令和状态接口加上一个4线智能卡通信接口就足够了，命令/状态串行口可以很容易地作菊形链接，而智能卡通信口可并联以扩展至四个或更多的智能卡，并保持与微控制器连接线的数目不变。
　　
　　图3 单节锂电池供电的双智能卡
　　LTC1955采用了小型5mm×5mm×0.75mm无引脚封装，只需要很少的外部器件，为智能卡系统设计师提供了一种紧凑、简单和低成本的解决方案。