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TDA8007B中文手册.pdf
TDA8007B
笔记本 ：
创建于 ：
功能框图
ISO7816
2011-6-15 18:39
更新 于：
2011-7-5 11:15
数据和地址引脚复用时的时序图：
数据和地址引脚不复用时的时序图：
寄存器简称：
Card Select Register（CSR）卡片选择寄存器
选择UART操作的卡并控制UART的复位
SC1=1,选择1号卡;SC2=1,2号卡被选择;SC3=1,3号卡被选择。复位后默认选择1号卡。
在开始操作UART之前必须将RIU置为1。这个位可以将UART的所有寄存器复位到初始值。
Hardware Status Register（HSR） 硬件状态寄存器
当MSR中的PR1和PR2状态变化的时候，PRL1和PRL2置高。（PR1和PR2反应PRES1/PRES2的引脚状态，也就是插卡的状态。当有卡插入
或者拔出的时候PR1/PR2置1）
当电压监控器被激活的时候（VDD上有噪音RSTOUT会输出高电平脉冲，电压监控器被激活）SUPL置1。
PRTL1和PRTL2是两个卡片VCC和RST引脚的或运算结果，用于检查时序的异常（正常情况下它们应该总为1）。
PTL在芯片过热（比如短路）的时候被置1。
INTAUX引脚的状态变化的时候INTAUX 位被置1.
HSR中的任何一位置位后，中断引脚INT都被置低， 直到HSR被读出，此后HSR的所有位也被置为0.
上电或者电压低的时候SUPL都会置位。
在紧急释放卡片的时候（因为PRTL1, PRTL2,SUPL, PRL2, PRL1 or PTL）PCR中的START位被置1.
计数寄存器
三个计数寄存器可以组成一个24bit的ETU计数器或者两个独立的计数器（1个8bit一个16bit）。具体如何配置根据TOC寄存器的内容。
TOC OPERATING MODE
00 所有的计数器都停止
61 计数器1停止，计数器2和3组成一个16bit的计数器。当61被写入TOC中以后，从存储在TOR3和TOR2中的值开始计数。当计数到
最大值的时候产生一个中断，USR中的TO3被置位1。当往TOC中写入00的时候计数停止。
65 计数器1是一个8bit自动重载计数器，计数器3和2组成一个16bit的计数器。当65被写入TOC以后，计数器1在I/O引脚上检测到开
始位以后便会从TOR1中的内容开始计数。当计数器1达到他的最大值，引发一个中断，USR中的TO1被置位，计数器重新装载原
来的初始值继续计数直到停止。在计数过程中不允许改变TOR1的值。这种模式下计数器1的误差在正负0.5ETU。
当TOC中写入65以后，计数器3和计数器2合并为一个16bit的计数器开始计数，初始值是TOR3和TOR2中的值。当计数到最大值
时，TO3置位，中断产生。
当王TOC中写入00，两个计数器都会停止。
68 一旦TOC中写入68，计数器3、2、1被组成一个24bit的计数器开始计数，初始值在TOR1、TOR2、TOR3中。往TOC中写入00计
数停止。计数过程中不允许修改TOR1/2/3的值。
7c 一旦TOC中写入7C，计数器3、2、1被组成一个24bit的计数器，初始值在TOR1、TOR2、TOR3中,在I/O引脚上检测到第一个开
始位以后开始计数。往TOC中写入00停止计数。计数过程中可以修改TOR1/2/3的值，修改他们的内容不影响当前的计数值，新
的值将会在下一次检测到开始位时生效。
必须保证TOR1/2/3不同是为0.
E5 和写入65时的功能一样，除了计数器1将会在检测到开始位以后12ETU停止。
ISO UART寄存器
发送和接受寄存器
Mixed Status Register（混合状态寄存器）
校验错误管理：
*T=0
检测到错误校验以后，校验错误的字节并不被存入FIFO,错误计数器递增1。错误计数器可以在1～8之间变化。当错误计数器到达FCR中
设置的错误值时，USR中的PE位置位并且INT引脚变为低电平。
*T=1
奇偶校验错误发生后，错误的字节被载入FIFO，PE立马被置位（无论错误计数器的值是多少）。
当缓冲区满时，USR中的RBF立即置位。当至少有一字节被从URR读走之后RBF复位。
当缓冲区空的时候，FE位置位直到有数据被接收。
INTAUX位的状态反应引脚INTAUX的电平。
BGT位和22ETU计数器关联，计数器在I/O引脚上的开始位出现时开始计数。如果在计数结束之前还没有下一个开始位出现，BGT就被
置位。这可以验证卡片是否在上一个开始位之后的22ETU内开始传输下一个字符。
当1号位置上有卡片插入的时候PR1置位，当2号卡片插入的时候PR2置位。
TBE/RBF (Transmit Buffer Empty/Receive Buffer Full)位的置位条件如下：
• 从接收模式转换到发送模式
• UART发送了一个字符（本来是满的，发送了一个字符表明可以往UTR中写入新的数据了）
• 接收缓冲已满
TBE/RBF在上电和下列情况下被复位:
• CSR中的RIU位被复位
• 一个字符被写入UTR
• 至少从FIFO中读取了一个字符
• 从发送模式转换为接收模式
MSR中的内容不影响中断引脚INT的状态。
FCR（缓冲控制寄存器）
FL0、FL1、FL2决定FIFO的触发深度(000 = length 1, 111 = length 8)。
PEC2, PEC1 和PEC0决定出现几次校验错误之后置位USR中的PE位并将INT引脚置低。000表示发生一个校验错误就置位，111表示8个错
误后触发中断。
PE位被置位之后必须重新对 PEC2, PEC1 和PEC0进行编程。
*T=0
• 在错误计数器的值到达PEC2, PEC1 和PEC0设定的值之前接收到一个正确的字符，错误计数器就 会复位（也就是说
必须连续接收指定个数的错误字节才会引发中断）
•如果错误计数器到达了指定了值，则USR中的PE位被置位，直到USR被读取。
*T=1
•错误计数器不起作用，接收到第一个校验错误字节PE就置位。
•USR被MCU用来监视UART的状况和超时计数器。
USR（UART状态寄存器）
当UART处在发送模式并且MCU可以往UTR中写入下一个字节的时候TBE会置位。如果UCR1中的T/R位被自动或者手动复位，或者MCU
往UTR中写入了一个字符，TEB就被复位。
在检查到卡片返回的就校验错误ACK之后需要等待13ETU之后才能重新发送上个字符。
当缓冲区满的时候RBF被置位，MCU从URR中读取数据可以将这个位清零。
TEB和RBF在USR中共享同一个比特位(当为发送模式的时候TEB有效，当为接收模式的时候RBF有效)。
如果开始位之后的10.25ETU之后I/O上的状态不处于高阻抗（校验不正确），FER(Framing Error)就被置位，当读取USR的内容后，这个
位被复位.
当缓冲区满时接收到一个新的字节，Overrun (OVR)位被置位。至少丢失一个字节的内容。
Parity Error (PE)的置位复位条件参考FCR下的描述。
复位应答（ATR）过程中第一个开始位如果在200～384和时钟周期内被检测到，Early Answer (EA)位就会被置位.(复位应答的前200时
钟周期内的IO状态被忽略) .
当计数器1到达最大值时TO1置位。
当计数器3到达最大值时TO3置位。
FER, OVR, PE, EA, TO1 或者 TO3的置位会引发中断，INT引脚会变为低电平。读取USR会清除中断。
如果TEB/RBF位置位并且USR2中DISTEB/RBF没有置位，INT引脚也会变低。当有数据被写入UTR或者从URR读出，或者从发送模式转
换到了接收模式，TEB/RBF位被复位。
芯片（卡片）相关的寄存器
可编程分频寄存器（PDR）
可编程分频寄存器（ Programmable Divider Register）用来计数每个ETU的周期。它是一个可自动装载的8bit递减计数器，递减到0为
止。
UART配置寄存器2（UCR2： UART Configuration Register 2）
当PSC位为1的时候，预分频系数是32，当这一位为0的时候预分频系数是31.一个ETU的时间内的时钟周期数等于（预分频系数
XPDR）。
如果 CKU (clock UART)置位，每个ETU的时钟周知数变为预分频系数XPDR）的一半。
如果 AUTOCONV置位的话，传输字节的方向约定（先传MSB还是LSB）由UCR中的CONV决定。如果这个位被清零的话，UCR中的SS被
置位后的接收的第一个字节的的内容决定方向约定。
Synchronous/Asynchronous (SAN)被软件置位的话意味着连接的是同步卡片（新的iso7816不再支持同步的卡片，只支持异步通信的卡
片）这种情况下时钟由CCR中的SCbit来控制。
Power-down mode (PDWN)被置位的时候，晶振停止运行。这种模式可以降低功耗。这种模式下不能改变CSR所选择的卡片。有5中退
出此模式的方法：
1.插入1号或者2号卡。
2.取出1号或者2号卡。
3.CS引脚重新变低（假设进入Power-down模式后CS引脚变高了 ）。
4.如果INTAUXL的中断功能没有被禁止，INTAUX引脚状态发生变化。
5.如果CS引脚是固定在低电平的，软件复位PDWN。
上面五个字、事件之一发生的时候TDA8007B都会推出掉电模式，并且将INT引脚拉低。MCU应该读取MSR来清除中断（CS变化唤醒的
方式不用清中断）。
如果禁用AUX中断位(DISAUX)被置位， INTAUX引脚上的变化不会引发中断（但是 HSR中的INTAUXL位仍然会置1；因此在将DISAUX
位清零之前应该先读HSR来避免中断）。为了在更换卡片期间引发中断，应该将两个卡片的UCR2的DISAUX位都置1。
如果禁用TBE/RBF中断位 (DISTBE/RBF)被置1，接收和传输一个字节不会再引起中断：
•这个特性可以增加和卡片通信的速率；在MSR和USR中都有一个TBE/RBF位，这两个位的功能是一样的，区别在于USR中的会引发中
断。因此，在禁用 TBE/RBF中断之后，发送和接收过程中必须不断查询MSR中的TBE/RBF位来判断是否可以发或者接收数据。不能读
取USR，这会清除USR中其它种类的中断。
•保护时间寄存器（ Guard Time Register）用来存储卡片复位应答（ATR）中给出的保护时间的ETU数，UART在发送存储在UTR中的数
据之前会等待保护时间寄存器中指定的ETU数。在T=1协议中，GTR=FF意味着11个ETU；在T=0中，GTR=FF意味着12个ETU。
•UCR中的数用来配置UART。
GTR和UART配置寄存器1（UCR1）
方向约定位 (CONV)置1意味着正向约定。如果UCR2中的AUTOCONV置1的话，CONV位由软件来设定，否则由硬件根据卡片的复位应答
来填充。
SS位必须在复位应答之前设置为1，这样才能自动检查方向约定和过早的应答（early answer ，影响USR中的EA位）。在接收到正确的
初始化字节（复位应答的第一个字节）之后，软件必须将本位清零。
最后传输字节位（Last Character to Transmit：LCT）必须由软件在将最后一字节写入UTR之前置1。它可以使TDA8007在传输完最后一
字节后自动转到接收模式。传输完成后，本位被硬件复位为0。
传输/接收状态位（T/R）置位意味着进入发送模式，可以由软件来操作。这一位从0变到1（从接收模式变为发送模式）将会是USR中的
TEB置1。如果在传输最后一字节前LCT被置位了，T/R会被硬件自动清零（发送完最后一字节进入接收模式）。
协议类型位（PROT）设为1意味着使用T=1协议，否则使用T=0协议。
流控位（FC）设位1意味着使用流控。
强制反转校验位（ Force Inverse Parity ：FIP）置1意味着UART将会在接收到正确校验字节的情况下发送校验错误位（ NAK ），并且
作为发送方时发送字节的校验位置为错误的方式。说白了，这个bit反转了检验方式（奇/偶）。
时钟配置寄存器（CCR：Clock Configuration Register）
• 对于1号卡和2号卡，CCR定义了被选中的卡片的时钟。
• 对于1、2、3号卡，CCR定义了UART的时钟。
如果是异步通信的的卡片的话，CST位定义时钟信号是否停止（指CLK引脚上的信号）。
如果SHL=0并且CST置位，CLK引脚停在低电平上，SHL=0的话就停在高电平上。
如果CST被清零的话，CLK引脚的信号由AC1、AC2、AC3决定。频率的变化是同步的，这就保证没有尖峰信号和不期望的脉冲宽度出现
（yll:频率变化的同步体现为整数个周期结束后才变为另一个频率，因此不会出现比较窄的脉冲）。
CLK引脚的输出频率和AC123的对应关系如图（其中XTAL是晶振频率，fint是升压转换器（
Step-up converter）的内部晶振频率，典型值是2.5M）：
当从XTAL/n切换到1 ⁄ 2fint，只需要改变AC2(AC1和AC0必须保持不变)，反之亦然。当从XTAL/n或者 1 ⁄ 2fint切换到CLK时钟通知的模
式，只有CST和SHL必须改变，反之亦然。
当从XTAL/n切换到1 ⁄ 2fint，从改变寄存器到频率改变的延时最多为200us，反之亦然。( 1 ⁄ 2XTAL 和 1 ⁄ 2fint之间的切换速度是最快
的， 1 ⁄ 8XTAL 和 1 ⁄ 2fint之间切换的时候占空比是最好的 )
在从掉电模式（Power-down mode)重新激活之前，必须等待200us以上。
SC是用于同步通信卡片的。
电源控制寄存器：Power Control Register (PCR)
电源控制寄存器控制以下功能：
• 对话的开始和结束
• 读写卡片的的C4和C8引脚
• 只有1号和2号卡片有PCR寄存器，3号卡片没有。
如果START位被置1，被选中的卡片就会被激活，如果被清零的话，被选中的卡片被停活。紧急停活后START被自动复位。
3 V/5 V这一位选择VCC的电压，1选则3V，否则选择5V。
激活卡片的时候，RST引脚上是RSTIN的值。
1V8被置位的话则选择VCC是1.8V。
写入PCR的时候，C4的值将会被输出到C4引脚，C8的值将会输出到C8引脚。读取PCR的时候，这两位反应对应引脚上的值。
和
是卡片的模电电源，
为卡片的其它部分供电。内部集成的尖峰抑制装置可以保证已
。其中
和
和
、
、
电压过低而不能保证TDA8007的正常操作的时候，电压监控器（The voltage supervisor）会产生一个警告脉冲，脉冲的宽度受
电源（Supply）
TDA8007B正常操作的电压范围是2.7V～6V。电源引脚是
由于升压转换器和卡片可能引起电流尖峰，它必须被去耦。
经连接的卡片在上电和掉电的过程中处于非活动状态（yll:即不会因为尖峰的影响而意外激活卡片）。
当
DELAY引脚上的电容容量影响（典型值是1nf电容的时候脉宽1ms）。
电压警告脉冲可以用来作为系统控制器的复位信号（信号从 RSTOUT引脚输出，高电平有效）。它也可以用于阻止控制器复位期间卡
片接口上产生噪音，或者在系统掉电的时候强制停活卡片。
上电以后或者
候，中断引脚INT一直有效。
如果需要，TDA8007可以被
电压监控的时序如下：
电压过低都会使HSR中的SUPL位置1。当电压金高脉冲无效之后读取HSR会复位SUPL。RSTOUT引脚信号有效的时
放电时序所复位。
升压转换器（Step-up converter）
TDA8007的电源主要由
话的时候，序列发生器首先使能升压转换电路。升压转换电路是开关类型的电源，时钟源是内部晶振产生的2.5M信号。
提供。当电源电压是2.5V的时候，需要更高的电压来进行正常的ISO连接，当MCU发起与卡片的对
、
假设VCC是VCC1和VCC2的最大值，则有以下四种可能的情况：
•
•
•
•
，升压电路输出4.0V.
升压电路输出5.5V.
升压电路输出5.5V.
升压电路输出5.5V.
ISO7816的安全性
激活和停活期间的正确时序由两个特定的时序发生器来完成，它们的时钟源是内部的晶振。
只有在卡片插入（PRES引脚状态是高）的情况下才能激活卡片（PCR1/PCR2中的START位置高），同时要求电源电压在合理范围内
（电源监视器没有工作）。
MCU可以从HSR寄存器读取卡片插拔变化的标志位。
MSR中的PR1和PR2两位在卡片插入的情况下被置1，如果PR1和PR2变化了，HSR中的PRL1和PRL2被置1。在会话期间，如果某个卡片被
意外移除或者短路，序列发衡器会进行紧急停活操作。在电压过低或者过高的情况下，两个卡片都会被自动停活，同时更新HSR的内容
并将INT引脚置低，这时MCU就可以觉察到这种变化（通过中断）。
激活序列（Activation sequence）
当激活卡片的时候，VCC\CLK\RST\C4\C8和IO都是低电平。升压转换器停止工作。
当所有的条件都具备（电压合理，卡片插入，没有其它硬件问题），MCU便可以启动针对某个卡片的激活序列了。
选择好了卡片并初始化UART之后，配置定时计数器和PCR中的START位（t0时刻）：
• 启动升压转换器（t1时刻）。如果已有卡片被激活，那么升压转换器应该已经启动，此时什么也不要做。
• VCC开始上升（t2时刻），从0V变为5V或者3V。电压变化的速度是0.17 V/µs (典型值)
• IO引脚电压变为VCC（t3）；如果PCR的C4/C8位被置位了，C4/C8引脚也会变为高电平（内部是一个上拉到VCC的10kΩ电阻）。
• CLK引脚开始输出时钟信号，RST开始有效（t4时刻）。
当超市定时器超时以后，软件应该将RSTIN设置为1，接着RST引脚也会变为高电平（电压为VCC）。
这个时序被1 ⁄ 64fint的时钟所驱动，周期是 t = 25 µs (typ.)。t1 = 0到 1 ⁄ 64t, t2 = t1 + 3 ⁄ 2t,t3 = t1 + 7 ⁄ 2t and t4 = t1 + 4t.
停活序列（Deactivation sequence）
当会话结束的时候，MCU可以复位PCR中的START位(t10时刻)。TDA8007会自动实现停活的时序：
• 卡片复位：RST引脚置低（t11时刻）。
• CLK停止时钟输出 (t12)
• I/O, C4和C8电平降为0。
• VCC电平降为0，速度0.17 V/µs (t14)。
• 升压转换器停止工作.
t11 = t10 + 1 ⁄ 64t, t12 = t11 + 1 ⁄ 2t, t13 = t11 + t, t14 = t11 + 3 ⁄ 2t 和t15 = t11 + 7 ⁄ 2t.
tde是VCC降低到0.4V以下需要的时间。
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