基于SAM模塊的CPU型IC卡燃?xì)獗淼脑O(shè)計(jì)

3.5 看門狗電路

　　在有大容量電容的供電電路中,電源充放電速度緩慢,普通的RC復(fù)位電路經(jīng)常不能產(chǎn)生正確的復(fù)位。在用戶的正常使用過程中,更不允許設(shè)計(jì)了兼有上電復(fù)位、看門狗、低功耗低成本的振蕩器型的復(fù)位、監(jiān)控電路(低成本看門狗電路),如圖4所示。圖中,30kΩ電阻配合104電容及二極管,組成RC上電復(fù)位;在3V工作電壓時(shí),該看門狗清除時(shí)間間隔必須小于0.9秒。本設(shè)計(jì)的CPU每0.5秒喚醒1次,以檢測(cè)并累計(jì)IC卡座時(shí)鐘線的隔離電路中。

3.6 控制閥驅(qū)動(dòng)電路

　　燃?xì)忾y門采用了專門設(shè)計(jì)的低功耗自保持閥門,只有在開關(guān)過程中耗電,平常不耗電。電磁閥驅(qū)動(dòng)電路如圖5所示。開關(guān)電壓最低要求2.5V,開閥時(shí)最大電流約120mA,最大時(shí)間2秒;關(guān)閥時(shí)消耗電流最大為100mA,最大時(shí)間1秒。開閥有到位檢測(cè)開關(guān),如果開閥超時(shí),則CPU發(fā)出閥門故障報(bào)警信號(hào),同時(shí)關(guān)閉閥門。閥門驅(qū)動(dòng)電路采用了0.22ΩF/5.5V電容的單獨(dú)供電電源VDD(見圖3),以保障開關(guān)閥門成功。

3.7 IC卡接口電路

　　IC卡接口直接執(zhí)行人機(jī)交互,最有可能受到有意或無意的損壞,最常見的現(xiàn)象是短路、高壓串入,因此接口電路必須具備完善的保護(hù)功能。IC卡座及保護(hù)電路如圖6所示。CPU發(fā)現(xiàn)IC SWITCH為低電平后,知道有卡插入,則啟動(dòng)3.58MHz晶體振蕩,輸出-IC PWR CTRL低電平,給卡座供電,隨后經(jīng)過5ms延時(shí)再?gòu)腎C VCC端檢查卡座的電源是否準(zhǔn)確。這可以用單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換器檢測(cè),如果電壓太低,立即關(guān)閉供電放棄讀卡。每一根信號(hào)線上具有由正溫度系數(shù)熱敏電阻(MZ12A-75S102M008,阻值為1000Ω,動(dòng)作電流16mA)和嵌位二極管(1N4148)構(gòu)成的限流限壓保護(hù)電路,以防止外部高壓串入。因電源線上阻值不能太大,熱敏電阻要單獨(dú)選取,故選擇MZ12A-3R5N010(阻值為3.5Ω,動(dòng)作電流200mA)。

3.8 開蓋檢測(cè)電路

　　如圖7所示,S1是一個(gè)簧片,在燃?xì)獗沓鰪S表殼蓋上時(shí)是閉合的,當(dāng)燃?xì)獗肀淮蜷_表蓋時(shí),S1斷開。圖7中左、右2個(gè)電路雖然都能檢測(cè)到開蓋,即開蓋時(shí)“開蓋檢測(cè)”端子都有電平變化,但左邊電路的功耗明顯比右邊電路的功耗大。首先,由于CPU的輸入管腳允許有最大3μA的漏電流,200kΩ的電阻不能再增大阻值,否則會(huì)影響高低電平的判斷。設(shè)VCC=3V,左邊的靜態(tài)電流為3V/200kΩ=15μA,右邊的靜態(tài)電流為3V/1MΩ=3μA,其電流是前者的1/5,故本設(shè)計(jì)采用右邊的電路。CPU在每0.5秒喚醒時(shí)間內(nèi)檢測(cè)“開蓋檢測(cè)”端子,一旦發(fā)現(xiàn)開蓋,將關(guān)閉閥門、報(bào)警、并記錄一次開蓋事件到SAM模塊中。