信息紐扣DS1991在單片機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用
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摘要:Dallas公司的iButton產(chǎn)品是一系列1-wire總線新型器件。DS1991是一種加密存儲(chǔ)器型信息紐扣,封裝于直徑為16mm的不銹鋼外殼中,體積小巧,便于攜帶、保存,防塵、防腐蝕,可以在惡劣的應(yīng)用環(huán)境中實(shí)現(xiàn)帶密碼保護(hù)的數(shù)據(jù)傳送。本文介紹DS1991的特點(diǎn)、工作原理及其帶密碼保護(hù)存儲(chǔ)器區(qū)的讀寫(xiě)方法。 關(guān)鍵詞:iButton信息紐扣?。保譱re總線 單片機(jī) DS1991是Dallas公司的1-wire總線信息紐扣家庭中的一員,是一種加密存儲(chǔ)器型信息紐扣。它內(nèi)部集成了1Kbit是非易失性存儲(chǔ)器及加密保護(hù)邏輯,封裝于直徑為16mm、厚約6mm的不銹鋼外殼中,何種小巧、操作便捷,防潮、抗震、防灰塵,可在惡劣的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)帶密碼保護(hù)的數(shù)據(jù)傳送。 1?。模樱保梗梗钡奶攸c(diǎn) DS1991是一種很有特色的加密存儲(chǔ)器型TM卡,為用戶(hù)的保密數(shù)據(jù)提價(jià)節(jié)可靠的保護(hù)措施。DS1991內(nèi)部有1152位的密碼保護(hù)存儲(chǔ)器區(qū),512位的非密碼保護(hù)存儲(chǔ)器scratchpad。密碼保護(hù)存儲(chǔ)器被分為三個(gè)可獨(dú)立操作的密鑰子存儲(chǔ)器(subkey),每區(qū)為384位,每個(gè)密錢(qián)子區(qū)都有自己的64位密碼及64位的ID碼,對(duì)密鑰子區(qū)的讀/寫(xiě)操作均需進(jìn)行密碼驗(yàn)證。三個(gè)區(qū)的數(shù)據(jù)可分別操作,互不干擾。非密碼保護(hù)存儲(chǔ)器區(qū)主要用于加密數(shù)據(jù)的拷貝,以保證數(shù)據(jù)的完整性。 2 DS1991與單片機(jī)硬件接口及軟件設(shè)計(jì) DS1991與單片機(jī)的硬件接口電路如圖1。 DS1991操作的基礎(chǔ)是1-wire總線的初始化、讀/寫(xiě)1位時(shí)序,如圖2、圖3、圖4和圖5。VPULLUP為圖1中D點(diǎn)在口線為輸入狀態(tài)時(shí)的電位。初始化由主機(jī)發(fā)出復(fù)位脈沖。DS1991回復(fù)應(yīng)答脈沖,使主機(jī)了解DS1991存在于總線上并已作好操作準(zhǔn)備。命令和數(shù)據(jù)的各個(gè)字節(jié)由最低有效位起一位一位傳送。子程序RESET、RDBYTE和WRBYTE分別是初始化、讀/寫(xiě)1字節(jié)的子程序。 RESET:CLR DIO ;得位子程序 MOV R7,#205 DELPP1:NOP DJNZ R7,DELPP1 SETB DIO MOV R7,#12 DJNZ R7,$ MOV R7,#27 RESETP1:JNB DIO,RESETP2 DJNZ R7,RESETP1 RESRET:SETB DIO MOV A,#0EH RESETP2:MOV R7,#75 DJNZ R7,$ MOV R7,#54 RESETP4:JB DIO,RESETP5 DJNZ R7,RESETP4 RESETP5:MOV R7,#180 DJNZ R7,$ SETB DIO MOV A,#0 RET WRBYTE:MOV R6,#8 ;寫(xiě)1字節(jié)子程序 WRB1:CLR?。模桑?/P> MOV R7,#2 DJNZ R7,$ RRC A MOV DIO,C MOV R7,#30H DJNZ R7,$ SETB DIO NOP NAP NOP RET RDBYTE:MOV R6,#8 ;讀1字節(jié)子程序 RDB1:CLR DUO NOP NOP SETB DIO MOV R7,#3 DJNZ R7,$ MOV C,DIO RRC A MOV R7,#32 DJNZ R7,$ SETB DIO MOV R7,#3 DJNZ R7,$ DJNZ R6,RDB1 RET 像所有的1-wire總線器件一樣,主機(jī)必須先進(jìn)行初始化和ROM操作,而后才能進(jìn)行讀寫(xiě)DS1991存儲(chǔ)器的操作。 DS1991有一個(gè)自身唯一的工廠刻入的64位激光ROM系列碼。該碼不會(huì)與其它任何一個(gè)1-wire總線器件相重。該碼前8位是1-wire總線家族碼,后48位是器件唯一的系列碼,最后8位為前56位數(shù)據(jù)的CRC校驗(yàn)碼。ROM操作指令建立被訪問(wèn)的1-wire器件與主機(jī)的連接,ROM操作指令如表1。DS1991的存儲(chǔ)器映像如圖1。
DS1991的scratchpad和每個(gè)subkey區(qū)都有自己的地址。Scratchpad共64字節(jié),不受密碼保護(hù),主要用于將數(shù)據(jù)拷貝到密鑰子區(qū)。密鑰子區(qū)的00~07H為8字節(jié)的該區(qū)ID碼,08H~0FH為8字節(jié)的該區(qū)密碼,10H~3FH即為密碼保護(hù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。 該/寫(xiě)Scratchpad不需要密碼,但拷貝操作必須提供正確的密碼。密碼子區(qū)讀寫(xiě)均受64位的密碼保護(hù),保密性大大提高。對(duì)存儲(chǔ)器的操作指令如表2。存儲(chǔ)器操作指令的流程如圖2。
4?。模樱保梗梗贝鎯?chǔ)器的讀寫(xiě)程序 主機(jī)讀寫(xiě)DS1991的存儲(chǔ)器由3個(gè)步驟組成:初始化、ROM操作和存儲(chǔ)器讀寫(xiě)。 下面的程序采用寫(xiě)SUBYKEY命令將RAM?。矗埃取矗罚葐卧獢?shù)據(jù)寫(xiě)入subkey 0區(qū)的10H~17H,并用讀SUBKEY命令將該內(nèi)容讀回,存放RAM。50H~57H,該區(qū)的密碼和ID碼存放在程序的表格中。 ;將RAM40H~47H單元內(nèi)容寫(xiě)入 ;subkey WRSUBKEY:LCALL RETSET MOV R2,#99H MOV R0,#10H LCALL WRCOM LCALL IDPASS MOV R1,#40H MOV R4,#8 REWRSUB:MOV A,@R1 LCALL WRBYTE INC R1 DJNZ R4,REWRSUB LCALL RESET RET ;讀subkey存入RAM40H~47H RDSUBKEY:LCALL?。遥牛樱牛?/P> MOV R2,#66H MOV?。遥?,#10H LCALL?。祝遥茫希?/P> LCALL IDPASS MOV?。遥保#矗埃?/P> MOV?。遥?,#8 RERDSUB:LCALL RDYBTE MOV @R1,A INC R1 DJNZ R4,RERDSUB LCALL RESET RET IDPASS:MOV R4,#8 MOV R1,#50H RERD1:LCALL RDBYTE MOV @R1,A INC R1 DJNZ R4,RERD1 MOV R4,#8 CLR A MOV DPTR,#PSTAB REWR1:MOVC A,@A+DPTR LCALL WRBYTE INC A DJNZ R4,REWR1 RET IDTAB:DB10H,00H,00H,00H, DB 00H,00H,00H,00H PSTAB:DB12H,34H,56H,78H,DB12H,34H,56H,78H WRCOM:MOV A,#33H LCALL WRBYTE MOV R4,#8 RDROM1:LCALL RDBYTE DJNZ R4,RDROM1 MOV A,R2 LCALL WRBYTE MOV A,R0 LCALL WRBYTE MOV A,R0 CPL A LCALL WRBYTE RET DS1991的密碼保護(hù)存儲(chǔ)器區(qū)為用戶(hù)提供高可靠的數(shù)據(jù)保護(hù)措施。本文提供的DS1991與單片機(jī)接口的軟硬件設(shè)計(jì),已在信息紐扣卡型公用電表系統(tǒng)中應(yīng)用。 摘要:Dallas公司的iButton產(chǎn)品是一系列1-wire總線新型器件。DS1991是一種加密存儲(chǔ)器型信息紐扣,封裝于直徑為16mm的不銹鋼外殼中,體積小巧,便于攜帶、保存,防塵、防腐蝕,可以在惡劣的應(yīng)用環(huán)境中實(shí)現(xiàn)帶密碼保護(hù)的數(shù)據(jù)傳送。本文介紹DS1991的特點(diǎn)、工作原理及其帶密碼保護(hù)存儲(chǔ)器區(qū)的讀寫(xiě)方法。 關(guān)鍵詞:iButton信息紐扣?。保譱re總線 單片機(jī) DS1991是Dallas公司的1-wire總線信息紐扣家庭中的一員,是一種加密存儲(chǔ)器型信息紐扣。它內(nèi)部集成了1Kbit是非易失性存儲(chǔ)器及加密保護(hù)邏輯,封裝于直徑為16mm、厚約6mm的不銹鋼外殼中,何種小巧、操作便捷,防潮、抗震、防灰塵,可在惡劣的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)帶密碼保護(hù)的數(shù)據(jù)傳送。 1?。模樱保梗梗钡奶攸c(diǎn) DS1991是一種很有特色的加密存儲(chǔ)器型TM卡,為用戶(hù)的保密數(shù)據(jù)提價(jià)節(jié)可靠的保護(hù)措施。DS1991內(nèi)部有1152位的密碼保護(hù)存儲(chǔ)器區(qū),512位的非密碼保護(hù)存儲(chǔ)器scratchpad。密碼保護(hù)存儲(chǔ)器被分為三個(gè)可獨(dú)立操作的密鑰子存儲(chǔ)器(subkey),每區(qū)為384位,每個(gè)密錢(qián)子區(qū)都有自己的64位密碼及64位的ID碼,對(duì)密鑰子區(qū)的讀/寫(xiě)操作均需進(jìn)行密碼驗(yàn)證。三個(gè)區(qū)的數(shù)據(jù)可分別操作,互不干擾。非密碼保護(hù)存儲(chǔ)器區(qū)主要用于加密數(shù)據(jù)的拷貝,以保證數(shù)據(jù)的完整性。 2?。模樱保梗梗迸c單片機(jī)硬件接口及軟件設(shè)計(jì) DS1991與單片機(jī)的硬件接口電路如圖1。 DS1991操作的基礎(chǔ)是1-wire總線的初始化、讀/寫(xiě)1位時(shí)序,如圖2、圖3、圖4和圖5。VPULLUP為圖1中D點(diǎn)在口線為輸入狀態(tài)時(shí)的電位。初始化由主機(jī)發(fā)出復(fù)位脈沖。DS1991回復(fù)應(yīng)答脈沖,使主機(jī)了解DS1991存在于總線上并已作好操作準(zhǔn)備。命令和數(shù)據(jù)的各個(gè)字節(jié)由最低有效位起一位一位傳送。子程序RESET、RDBYTE和WRBYTE分別是初始化、讀/寫(xiě)1字節(jié)的子程序。 RESET:CLR DIO ;得位子程序 MOV R7,#205 DELPP1:NOP DJNZ R7,DELPP1 SETB DIO MOV R7,#12 DJNZ R7,$ MOV R7,#27 RESETP1:JNB DIO,RESETP2 DJNZ R7,RESETP1 RESRET:SETB DIO MOV A,#0EH RESETP2:MOV R7,#75 DJNZ R7,$ MOV R7,#54 RESETP4:JB DIO,RESETP5 DJNZ R7,RESETP4 RESETP5:MOV R7,#180 DJNZ R7,$ SETB DIO MOV A,#0 RET WRBYTE:MOV R6,#8 ;寫(xiě)1字節(jié)子程序 WRB1:CLR?。模桑?/P> MOV R7,#2 DJNZ R7,$ RRC A MOV DIO,C MOV R7,#30H DJNZ R7,$ SETB DIO NOP NAP NOP RET RDBYTE:MOV R6,#8 ;讀1字節(jié)子程序 RDB1:CLR DUO NOP NOP SETB DIO MOV R7,#3 DJNZ R7,$ MOV C,DIO RRC A MOV R7,#32 DJNZ R7,$ SETB DIO MOV R7,#3 DJNZ R7,$ DJNZ R6,RDB1 RET 像所有的1-wire總線器件一樣,主機(jī)必須先進(jìn)行初始化和ROM操作,而后才能進(jìn)行讀寫(xiě)DS1991存儲(chǔ)器的操作。 DS1991有一個(gè)自身唯一的工廠刻入的64位激光ROM系列碼。該碼不會(huì)與其它任何一個(gè)1-wire總線器件相重。該碼前8位是1-wire總線家族碼,后48位是器件唯一的系列碼,最后8位為前56位數(shù)據(jù)的CRC校驗(yàn)碼。ROM操作指令建立被訪問(wèn)的1-wire器件與主機(jī)的連接,ROM操作指令如表1。DS1991的存儲(chǔ)器映像如圖1。
DS1991的scratchpad和每個(gè)subkey區(qū)都有自己的地址。Scratchpad共64字節(jié),不受密碼保護(hù),主要用于將數(shù)據(jù)拷貝到密鑰子區(qū)。密鑰子區(qū)的00~07H為8字節(jié)的該區(qū)ID碼,08H~0FH為8字節(jié)的該區(qū)密碼,10H~3FH即為密碼保護(hù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。 該/寫(xiě)Scratchpad不需要密碼,但拷貝操作必須提供正確的密碼。密碼子區(qū)讀寫(xiě)均受64位的密碼保護(hù),保密性大大提高。對(duì)存儲(chǔ)器的操作指令如表2。存儲(chǔ)器操作指令的流程如圖2。
4?。模樱保梗梗贝鎯?chǔ)器的讀寫(xiě)程序 主機(jī)讀寫(xiě)DS1991的存儲(chǔ)器由3個(gè)步驟組成:初始化、ROM操作和存儲(chǔ)器讀寫(xiě)。 下面的程序采用寫(xiě)SUBYKEY命令將RAM 40H~47H單元數(shù)據(jù)寫(xiě)入subkey 0區(qū)的10H~17H,并用讀SUBKEY命令將該內(nèi)容讀回,存放RAM。50H~57H,該區(qū)的密碼和ID碼存放在程序的表格中。 ;將RAM40H~47H單元內(nèi)容寫(xiě)入 ;subkey WRSUBKEY:LCALL RETSET MOV R2,#99H MOV R0,#10H LCALL WRCOM LCALL IDPASS MOV R1,#40H MOV R4,#8 REWRSUB:MOV A,@R1 LCALL WRBYTE INC R1 DJNZ R4,REWRSUB LCALL RESET RET ;讀subkey存入RAM40H~47H RDSUBKEY:LCALL?。遥牛樱牛?/P> MOV R2,#66H MOV R0,#10H LCALL?。祝遥茫希?/P> LCALL IDPASS MOV?。遥?,#40H MOV?。遥矗#?/P> RERDSUB:LCALL?。遥模伲拢裕?/P> MOV @R1,A INC R1 DJNZ R4,RERDSUB LCALL RESET RET IDPASS:MOV R4,#8 MOV R1,#50H RERD1:LCALL RDBYTE MOV @R1,A INC R1 DJNZ R4,RERD1 MOV R4,#8 CLR A MOV DPTR,#PSTAB REWR1:MOVC A,@A+DPTR LCALL WRBYTE INC A DJNZ R4,REWR1 RET IDTAB:DB10H,00H,00H,00H, DB 00H,00H,00H,00H PSTAB:DB12H,34H,56H,78H,DB12H,34H,56H,78H WRCOM:MOV A,#33H LCALL WRBYTE MOV R4,#8 RDROM1:LCALL RDBYTE DJNZ R4,RDROM1 MOV A,R2 LCALL WRBYTE MOV A,R0 LCALL WRBYTE MOV A,R0 CPL A LCALL WRBYTE RET DS1991的密碼保護(hù)存儲(chǔ)器區(qū)為用戶(hù)提供高可靠的數(shù)據(jù)保護(hù)措施。本文提供的DS1991與單片機(jī)接口的軟硬件設(shè)計(jì),已在信息紐扣卡型公用電表系統(tǒng)中應(yīng)用。 |