home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Amiga ISO Collection / AmigaUtilCD2.iso / Misc / SEASON7A.LHA / adapter.txt < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1994-04-26  |  11.5 KB  |  254 lines
  1.  
  2. How to connect a PC to a Videocrypt decoder
  3. -------------------------------------------
  4.  
  5. 1994-04-25
  6.  
  7.  
  8. The easiest way to connect your PC to a decoder is to use the card slot
  9. as an interface and connect it with a voltage converter (MAX232) and a
  10. TTL open collector driver (74LS07) to the RS-232 serial port. This way,
  11. you don't even have to open the decoder.
  12.  
  13. WARNING: In order to build the adapter described below, you will at
  14.          least require some basic hobby electronics experience. If
  15.          you don't understand, how the described circuitry works,
  16.          better don't use it! Although the described procedure is
  17.          relatively secure, serious errors might in the worst case
  18.          damage both your PC and your TV system.
  19.  
  20. The chip cards used by the Videocrypt pay-TV decoders follow exactly
  21. the specification ISO 7816 (you might find this international standard
  22. in a local library, if you are interested). Also, the protocol is the
  23. "asynchronous half-duplex T=0 protocol" with "active low reset" and
  24. "inverse convention" as defined in this standard.
  25.  
  26. According to ISO, a chip card is 85.60 mm long, 53.98 mm high, 0.76 mm
  27. thick and the edges are rounded with a radius of 3.18 mm. It has eight
  28. defined contact areas (C1 - C8 in the diagram below), each of which is
  29. at least 2 mm wide and 1.7 mm heigh:
  30.  
  31.  
  32.        ______________________________________
  33.      /                                        \
  34.     |                                          |
  35.     |                                          |
  36.     |    C1   C5                               |
  37.     |    C2   C6                               |
  38.     |    C3   C7                               |
  39.     |    C4   C8                               |
  40.     |                                          |
  41.     |                                          |
  42.     |                                          |
  43.      \________________________________________/
  44.  
  45.  
  46.  
  47. These contacts have the following purpose:
  48.  
  49.  
  50.     C1    VCC    Supply voltage (+5 V, max. 200 mA)
  51.     C2    RST    Reset signal
  52.     C3    CLK    Clock signal
  53.     C4    -    reserved
  54.     C5    GND    Ground
  55.     C6    VPP    Programming voltage (5-25 V)
  56.     C7    I/O    Data input/output
  57.     C8    -    reserved
  58.  
  59.  
  60. The following table gives the precise location of the contact areas.
  61. These areas are only minimum areas, the actual contacts might be larger
  62. but must of course be properly isolated from each other.
  63.  
  64. In the following table,
  65.  
  66.     A    represents the maximum distance between the card's left
  67.         edge and the contact area's left edge,
  68.     B    represents the minimum distance between the card's left
  69.         edge and the contact area's right edge,
  70.     C    represents the maximum distance between the card's top
  71.         edge and the contact area's upper edge,
  72.     D    represents the minimum distance between the card's top
  73.         edge and the contact area's lower edge.
  74.  
  75.  
  76.           A      B      C      D
  77.       -----------------------------------------
  78.     C1    10.25    12.25    19.23    20.93
  79.     C2    10.25    12.25    21.77    23.47
  80.     C3    10.25    12.25    24.31    26.01
  81.     C4    10.25    12.25    26.85    28.55
  82.     C5    17.87    19.87    19.23    20.93
  83.     C6    17.87    19.87    21.77    23.47
  84.     C7    17.87    19.87    24.31    26.01
  85.     C8    17.87    19.87    26.85    28.55
  86.  
  87.  
  88. Older card systems (defined in a French AFNOR standard) had these
  89. contacts located higher (distance from the top between 9.07 mm and
  90. 18.39 mm, distance from the left identical). As some decoders support
  91. both contact area alternatives, make sure that this old contact area is
  92. properly isolated or you'll produce a short circuit when inserting your
  93. card. You might have noticed, that the contacts are arranged in the
  94. usual 1/10 inch (= 2.54 mm) system (i.e. like the pins of a 8-pin DIL
  95. chip).
  96.  
  97. You can produce your card adapter by making a PCB with contact areas at
  98. the above listed locations. The PCB must have precisely the thickness
  99. and width of a real card, but it may be longer, so that you can locate
  100. the interface electronics on the part which remains outside the slot.
  101. Cards are inserted in most decoders with the contacts on the bottom
  102. side, but check this on your system. Normal PCBs are about 1.3 mm think
  103. and won't fit into the slot. Either you get a PCB which is about 0.8 mm
  104. thick or you make it thinner, e.g. by using a sander machine. Perhaps
  105. you find also ready to use test cards with connectors instead of
  106. producing your own or you simply open the decoder, clamp contacts to
  107. the resistors near the card slot and insert a normal plastic card in
  108. order to activate the card-presence-switch (this is NOT recommended:
  109. there are unisolated 230 V parts inside the decoder and they could kill
  110. you if you are not very carefull!!!).
  111.  
  112. The adapter will only need the card contacts I/O, GND, RST and VCC. On
  113. the RS-232 side, only the following contacts will be used:
  114.  
  115.            Sub-D 25-pin       Sub-D 9-pin
  116.       ---------------------------------------------------------
  117.     TxD        2        3    transmit data
  118.     RxD        3        2    receive data
  119.     CTS        5        8    clear to send
  120.     DSR        6        6    data set ready
  121.     GND        7        5    ground
  122.     DCD        8        1    carrier detect (here: reset)
  123.     DTR        20        4    data terminal ready
  124.  
  125.  
  126. The pins DTR, DSR and CTS are not actually needed, they are just
  127. connected together in the adapter, so that defined levels are available
  128. on them because some software might need this.
  129.  
  130. The following components are necessary for the adapter
  131.  
  132.  
  133.     1    0.5-0.8 mm PCB single sided or test card
  134.     1    IC Maxim MAX232CPE (or Linear Technology LT1081CN)
  135.     1    IC 74LS07
  136.     4    capacitors 1 uF (or higher), 16 V
  137.     1    female Sub-D connector (9 or 25-pin)
  138.  
  139. These components cost together less than 20 DM.
  140.  
  141. The MAX232 converts the RS-232 levels (about +10 and -10 V) to TTL
  142. voltage  (0 and +5 V) and vice versa without requiring anything else
  143. than +5 V power supply. This chip contains two TTL->RS-232 and two
  144. RS-232->TTL drivers and needs four external 1 uF capacitors in order
  145. to generate the RS-232 voltage internally. The adapter electronic gets
  146. its power supply from the decoder's VCC line or you can use an external
  147. 5 V supply if you wish.
  148.  
  149. The card slot's RST line is connected using one of the TTL->RS-232
  150. drivers in the MAX232 to DCD, so that the software and the decoder can
  151. easily resynchronize in case of a protocol error.
  152.  
  153. The I/O line is a bidirectional half-duplex asynchronous TTL level
  154. serial port that is operated in a Videocrypt system with 9600 bits/s.
  155. We can connect this line to a MAX232 TTL input driver (which is
  156. connected to RxD and sends bytes to the PC) in order to receive data
  157. from the decoder. The TxD line's signal is converted in the MAX232 to
  158. TTL level and is connected with an open collector TTL driver to I/O.
  159. This open collector driver (one of six in the 74LS07) has a high
  160. impedance output during idle state and 1 and is connected to GND during
  161. a 0 on it's input. As there is already a pull-up resistor to +5 V on
  162. I/O in the decoder, this circuitry guarantees, that the adapter is in
  163. high impedance state if the TxD line is idle and delivers the correct
  164. voltage if the PC sends bytes and the decoder is in reception mode. As
  165. we don't connect totem-pole or tristate outputs to I/O, a short circuit
  166. should be impossible in the adapter.
  167.  
  168. The following diagram describes the whole interface:
  169.  
  170.  
  171.               +-------------+               
  172.   +-----------|1     V    16|----o +5V (VCC)
  173.  +|          +|             |
  174.  === +5V o-||-|2  MAX232  15|----o GND (card & RS-232)
  175.   |           |             |
  176.   +-----------|3      +---14|----o DCD                    +-<-o DTR
  177.            +  |       |     |                             |
  178.      +---||---|4      | +-13|- (unused RS-232 input)      +->-o DSR
  179.      |        |       | v   |                             |
  180.      +--------|5      | +-12|- (unused TTL output)        +->-o CTS
  181.           +   |       |     |
  182.      GND o-||-|6      +-<-11|----o RST
  183.               |             |
  184.      RxD o----|7  ---<--- 10|-------------------+----o I/O
  185.               |             |              |\   |
  186.      TxD o----|8  --->---  9|--------------| |--+
  187.               +-------------+             1|/ 2
  188.                                           74LS07
  189.     At the MAX232, pin 2 delivers
  190.     +10 V and pin 6 delivers -10 V.        (also connected to 74LS07:
  191.                                            pin 7=GND, pin 14=VCC)
  192.  
  193.  
  194. Pay attention to the polarity of the capacitors (marked with a + in the
  195. diagram next to each capacitor)! It is not necessary to ground unused
  196. chip input pins.
  197.  
  198. As a side effect of this simple interface design, every byte sent by
  199. the PC is at the same time also received by the PC. Consequently, you
  200. can test the circuit with a terminal emulator and external +5 V supply
  201. by switching of local echo: if you still see every typed immediately
  202. character on the screen, the interface should be all right. Software
  203. must be capable of dealing with this echo from the interface. As
  204. specified in the ISO standard, the decoder activates VCC only shortly
  205. before a reset and deactivates VCC if an answer-to-reset packet isn't
  206. received in time after the reset signal.
  207.  
  208. A few final hints:
  209.  
  210. If you have a larger distance between the PC an the decoder, then
  211. locate the adapter electronic near the decoder, because the RS-232
  212. interface is much more suitable for long cables than the TTL signals. 
  213. Cables of 12 m length have sucessfully been used and you shouldn't have
  214. problems with RS-232 cables up to 25 m length.
  215.  
  216. You can also use this adapter circuit to allow a PC to listen to the
  217. data traffic between a decoder and a real card. Just connect the real
  218. card and the adapter parallel to the decoder and don't let the PC
  219. software transmit anything. Suitable card slots are available for
  220. little money from various manufacturers (e.g. Amphenol). Videocrypt
  221. uses the inverse convention data format, i.e., you have to reverse and
  222. invert the bits in each byte in the PC software in order to get the
  223. correct byte value. For more details about the protocol, check ISO
  224. 7816-3.
  225.  
  226. There are many alternative ways to build this interface if you don't
  227. have some of the components available. E.g. the MAX232 could be
  228. replaced by the fully compatible LT1081 from Linear Technology. The
  229. circuit still works fine if you use higher capacitors than 1 uF (e.g.
  230. my prototype worked fine with 4 22 uF types which were left from a
  231. previous project). If you use the pin compatible MAX220 (a low power
  232. version) instead of the MAX232, then use capacitors with 10 uF or
  233. higher. The MAX232 should be the easiest available one of these chips.
  234. If it is more convenient for your layout, then you can use instead of
  235. the 1->2 driver in the 74LS07 one of the remaining 5 drivers at the
  236. pins 3->4, 5->6, 9->8, 11->10 and 13->12. If your local electronic
  237. store doesn't have a 74LS07, then use e.g. two of the six open
  238. collector inverters in a 74LS05 (same pin assignment as the 74LS07) in
  239. series and a 2.2k pull-up resistor to VCC between them. If you don't
  240. have the experience to etch your own PCB (it's not very difficult) or
  241. don't know someone who does, then you could solder the components in a
  242. universal raster PCB or plug them into an experimental board and
  243. produce a simple PCB with only the ISO card contacts and connections to
  244. outside the decoder by mechanically removing the thin copper layer with
  245. a good knive between the 4 contacts and lines.
  246.  
  247. Normally, both the RS-232 and the decoder slot should not be harmed by
  248. short circuits, but be careful. Also try to avoid electrostatic voltage
  249. (e.g. generated by walking on a suitable carpet) near the interface,
  250. because discharges cause easily decoder or PC crashes and could
  251. theoretically even harm the hardware. Use this circuit at your own risk
  252. and please don't blame me if anything doesn't work or produces only
  253. smoke and noise. Good luck ... ;-)
  254.