一、前言

目前银行卡、会员卡，超市卡等多为磁条卡，随着金融业电子支付和物联网行业的迅速发展，传统的磁卡和条型码识别技术因为存在容易复制和容易损坏的原因，带来很多安全的问题。

随着非接触式智能卡技术的普及与成本的降低，这种可靠性高，寿命长，保密项更强的产品很快会替代磁条卡，会像公交卡一样普及，因此，以前针对磁条卡设计的POS机讲会全面升级，将来的POS机将需要支持磁卡，接触式IC卡，非接触式IC卡等多种界面卡，涉及的行业有：

银行，商场、超市、连锁店、企业、零售、门店等银行卡刷卡机

物流业快递等终端机

餐饮业点菜机，会员卡机

税控税控POS机

品佳电子因应行业的发展需求，结合代理的NXP产品线推出了新一代POS机参考方案，方案由NXPCortexM332位MCULPC1768系列MCU作为核心，周边外接了13.56Mhz的非接触式IC卡基站ICPN512，接触式IC卡接口芯片TDA802X。

二、方案介绍

方案的框图如下：

实现功能：

•实现非接触式智能卡和接触式智能卡支付方式。

•非接触式智能卡的读写由PN512/C2实现。

•接触式智能卡读写用TDA8026实现。

•人机界面有LCD显示和键盘。

三、本方案中应用芯片介绍如下：

NXPLPC177X/8X，LPC18XX系列高性能CortexM332位MCU

LPC177X/8X系列：

LPC177x/8x系列ARMCortex-M3增加了硬件CRC计算及校验模块、LCD控制器（只针对LPC178x）、外部存储器扩展接口（EMC）、专用的SD卡接口、最多达165个GPIO引脚。LPC177x与LPC23xx引脚完全兼容，LPC178x与LPC24xx引脚完全兼容。

LPC177X/8X系列主要特：

1：主频:120M
2：LPC178X系列全部集成了LCD控制器
3：EMC：方便扩展SDRAM，NANDFLASH等
4：集成CRC计算及校验模块
5：除了具备基本的外设资源外，在通用的GPIO做了处理，针对不同的型号，I/O口数量可达165个或者更多

LPC18XX系列：

LPC1800系列ARM是基于第二代Cortex-M3内核的微控制器，可用于嵌入式应用。LPC1800系列ARM的工作频率高达150MHz，采用3级流水线和哈佛结构，带有独立的本地指令和数据总线以及用于外设的第三条总线。并包含一个内部预取指单元，支持随机跳转的分支操作。

LPC1800系列ARM包含高达1MB片内Flash、200KB的片内SRAM、四线SPIFlash接口（SPIFI）、可配置定时器子系统（SCT）、2个高速USB控制器、1个以太网、1个LCD接口、1个外部存储器控制器以及各种数字和模拟外设。

LPC18XX系列主要特性：

工作频率150MHz高达1MB的双FLASH存储器高达200KB片上SRAM新型SPIFALSH接口和SCT2X高速USB存储保护单元安全性）AES解密引擎；）2个128位的安全OTP存储器，用于AES密钥存储，可供用户使用；）每颗芯片具有唯一的ID。封装

LQFP144/208和BGA100/180/256封装。

NXP读卡器芯片主推PN512和TDA802X

PN512介绍：

PN512是高度集成的13.56MHz无接触通信收发器,支持读写ISO/IEC14443A/B和FeliCa卡

PN512特性：

1．读写卡距离接近10cm

2．2.5～3.6V的低I电压低功耗设计

3．支持4种与主机通讯接口：

1）10Mbit/s的SPI接口
2）I2C接口，快速模式的速率为400kbit/s，高速模式的速率为3400kbit/s
3）串行UART，传输速率高达1228.8kbit/s，帧取决于RS232接口，电压电平取决于提供的管脚电压4）8位并口

4．内部振荡器连接27.12MHz的石英晶体

5．硬件复位，带有低功耗功能

PN512典型应用电路

TDA802X介绍．

TDA802X是一个供同步或异步智能卡使用的完全低本高效且低功耗的模拟接口

TDA8023特性：

1）IC卡接口由I2C总线控制，采用TSSOP28封装

2）电源电压为2.7V～6.5V

3）符合ISO7816-3、GSM11.11和EMV2000（支付系统）等标准

4）Vcc电压范围为5V±8%、3V±8%或1.8V±8%，Icc＜55mA，40nAs电流尖峰信号最高可达20MHz，过载保护大约为80mA，最大电流为120mA

5）所有卡触点实行热保护和短路保护

6）对卡端实行增强型静电（ESD）保护（＞6kV）

7）1条特殊且受保护的半双工双向缓冲型I/O线，具有过流保护（±15mA）功能，最大频率为1MHz

8）

TDA802X应用框图

SAM卡软件驱动关键点（完全遵循ISO7816-3协议）

1：SAM卡时钟频率

SAM卡时钟频率分为：A类卡片（+5V）：1-5MHzB类卡片(+3.3V)：1-4MHz
(A,B类卡片区别就是卡片电压)

SAM卡时钟频率实现：一般采用MCU片上timer实现

2：etu(基本时间单元)

1etu=372/f(f指SAM卡的时钟频率),此值很重要，直接关系操作SAM是否成功,如卡片复位,卡片读写操作等.

3：SAM卡复位(T=0/T=1)

SAM卡复位分为：热复位和冷复位

ATR返回（最多32个字符）,具体每一个字节含义查ISO7816-3协议手册

软件运行系统为FreeRTOS操作系统，开发环境为LPCXpresso集成开发环境。

四、软件设计：

软件架构图：

软件流程图：

五、方案实物：



六、市场前景：

自2011年3月人民银行发布64号文件，提出了金融IC卡迁移的时间表、路线图、任务书后，便标志着中国开始全面推动银行卡产业的迁移。金融IC卡迁移前三年的主要任务是：2011年打开局面，2012年扩大应用，2013年规模发卡。
　　
　　截止到2011年，全国514万台POS中的97.4%完成了IC卡受理的改造，可以受理接触式IC卡；全国有37万台ATM机，现在有18.5万台可以受理接触式IC卡；非接触IC卡POS机已经布放了92万台。数字表明全国IC卡受理环境已经具备。
　对于发卡数量，截止到五月份，全国已累计发出4500多万张金融IC卡，其中包括借记卡1946万，信用卡1267万，准贷借卡56万张。另外，目前参与IC卡、具备IC卡发卡资质的银行已经有46家获得人民银行批复，可以发行金融IC卡。

本方案对于传统的磁条银行卡进行向多界面IC卡进行迁移提供了一个高性能，可靠的，容易开发的解决主案，此外本方案在金融以外的交通，物流，安防等领域都有广泛的应用。

七、结束语：

非接触技术是IC卡发展的一个重要的趋势，双界面卡在一定时期内会存在，双界面卡可以与现存接触式IC卡设备兼容，系统升级方便，非接触模式更快更方便。品佳推出的双界面低成本，高性价比读写器方案满足了用户的不同需求。