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                        超市版稅控收款機的設計與實現

                        [10-18 07:01:52]   來源:http://www.mkld.icu  電子制作   閱讀:9280

                         

                        概要:的器件,幾乎集成了稅控機所需的所有控制器,又稱片上系統(SOC),它采用ARM的ARM7TDMI微處理器核心以及0.18μm標準生產,標準操作頻率達80 MHz,并采用176-Pin/128-Pin LQPF封裝,較大程度降低了功耗和成本,減少了系統的擴展和體積。 超市版稅控收款機主要包括主控部分(MCU、RAM、程序存儲器、實時時鐘)、稅控存儲器、發票存儲器、通訊部分、顯示器、打印部分、鍵盤、IC卡讀寫器等必要配置和一些相對于地稅版收款機的擴展配置(條碼槍、錢箱、權限鎖、稅控收款機硬件設計總體上采用核心板(CPU板)、接口板、功能模塊外同子系統構成。圖1為其硬件組成。2.2 核心板與接口板模塊 CPU外圍電路主要包括上電初始化設置電路、晶振電路和CPU復位電路。圖2為CPU復位電路。 (1)復位電路當電壓為2.8~3.0 V時,CPU能正常工作,但NOR Flash卻不能正常工作,此時寫入Flash的數據不可靠,這種情況在非法掉電時,因此,該系統設計引入CPU復位電路。考慮到功耗和成本,選擇ADM-809-T器件,低電平有效,復位時間140 ns,滿足W90P710對復位時間的要求。 (2)SDRAM電路選用兩片并聯的16位W986d16EH,構成32位的S

                        超市版稅控收款機的設計與實現,http://www.mkld.icu
                        1 引言
                            稅控收款機是具有特定稅控功能的電子收款機,能夠保證數據的正確生成、可靠存儲、安全傳輸,并可實現稅務管理和稽查等功能。與普通地稅業稅控機相比,超市版需要存儲大量的單品,并有多種商品查找、銷售、收款方式和商業報表。超市版稅控機是一個復雜的系統,很難用8位或16位單片機這類功能簡單的處理器來實現,且此類處理器一般無操作系統,操作不便。針對這種情況和中小型超市的需求,這里提出一種基于W90P710處理器及μCLinux操作系統的超市版稅控收款機的設計方案,提出一種擁有掉電保護裝置、采用嵌入式操作系統,可有效提高稅控機在處理能力、存儲容量、掉電保護和用戶操作等方面性能。


                        2 系統硬件設計
                        2.1 硬件總體架構
                           
                        該設計處理器為W90P710/W90N745,這是一款專為稅控收款機而設計的器件,幾乎集成了稅控機所需的所有控制器,又稱片上系統(SOC),它采用ARM的ARM7TDMI微處理器核心以及0.18μm標準生產,標準操作頻率達80 MHz,并采用176-Pin/128-Pin LQPF封裝,較大程度降低了功耗和成本,減少了系統的擴展和體積。
                            超市版稅控收款機主要包括主控部分(MCU、RAM、程序存儲器、實時時鐘)、稅控存儲器、發票存儲器、通訊部分、顯示器、打印部分、鍵盤、IC卡讀寫器等必要配置和一些相對于地稅版收款機的擴展配置(條碼槍、錢箱、權限鎖、稅控收款機硬件設計總體上采用核心板(CPU板)、接口板、功能模塊外同子系統構成。圖1為其硬件組成。

                        2.2 核心板與接口板模塊
                            CPU外圍電路主要包括上電初始化設置電路、晶振電路和CPU復位電路。圖2為CPU復位電路。

                            (1)復位電路當電壓為2.8~3.0 V時,CPU能正常工作,但NOR Flash卻不能正常工作,此時寫入Flash的數據不可靠,這種情況在非法掉電時,因此,該系統設計引入CPU復位電路。考慮到功耗和成本,選擇ADM-809-T器件,低電平有效,復位時間140 ns,滿足W90P710對復位時間的要求。
                            (2)SDRAM電路選用兩片并聯的16位W986d16EH,構成32位的SDRAM。
                            (3)Flash電路分為NAND Flash和NOR Flash兩部分。本設計采用W19B/L320S的NOR Flash作為程序存儲器,選用HYUS08121A的NAND Flash作為稅控機的數據存儲器。
                            (4)USB接口電路W90P710內集成有符合USB1.1規范的USB HOST控制器。由于USB-HOST與USB-DEVICE的控制器都是集成在W90P710內部的,只需將其接口引出即可。
                            (5)以太網電路主要由MAC控制器和物理層接口(PHY)兩部分組成。W90N710內嵌一個以太網MAC控制器,另外采用DM9161物理層器件以提供以太網的接入通道。
                            (6)LCD電路考慮到成本,該稅控機顯示功能模塊采用MST-G240128DYSY-5W型液晶顯示器,它是240x128點陣圖形顯示器,其控制器為UC1608。
                            (7)RTC掉電保護電路由于稅控數據的申報、稽查都要涉及稅控機的系統時間,因此,稅控收款機要求高精度時鐘,故RTC掉電保護電路極其重要。具體電路如圖3所示。

                            掉電保護的原理實際上就是用2個二極管來選擇是用系統電源供電還是用備電池供電,當稅控機正常供電時,VBAT端的電壓約為2.6 V,此時VD2不導通;若稅控機掉電,VD3不導通,此時VD2導通,開始啟用備用電池供電,實現不間斷供電。由于RTC的供電電壓約1.8 V;所以應加一只3.3 V轉1.8 V的穩壓管對W90P710內的RTC控制器供電。

                        www.mkld.icu2.3 外圍功能子模塊
                           
                        超市版稅控收款機外圍設備包括打印發票的打印機、用戶操作的鍵盤、與稅控用戶卡通信的讀卡器設備。這3外圍設備個模塊各自由一個8位單片機控制,功能相對獨立,將這些設備模塊獨立設計后通過串口連接到主機上。處理器W90P710上帶有4個獨立的串口。稅控機內設備間的通信只使用串口1作為串行總線,由核心板擴展3個相同的接口,分別與讀卡器、打印機、鍵盤相連接。ARM7與3個外設之間采取命令應答的通信模式進行通信,并且采用時間片輪詢方案,當總線發生競爭時,可避免一個設備占用總線資源而導致死機。串口0被用作調試端口,與PC機相連。串口2接外置手寫板,用于輸入文字信息。串口3接外置MODEM等設備。針對超市版稅控收款機相對于地稅版所特有的功能,本設計還增加了條碼槍、錢箱、權限鎖等外設。

                        3 系統軟件設計
                        3.1 系統軟件架構
                           
                        稅控系統軟件主要由硬件驅動程序、操作系統平臺相關軟件和應用軟件3部分組成。硬件驅動程序包括CPU初始化、Flash驅動、LCD驅動、USB驅動、以太網驅動、串口驅動等。操作系統平臺相關軟件包括系統引導程序(BootLoader)、操作系統內核、操作系統組件、API、交叉編譯器等。硬件驅動程序為μCLinux訪問底層硬件提供統一的接口。系統引導程序是針對開發板自帶的BootLoader而設計的,根據稅控機的實際需求進行修改而得到的。引導程序負責上電啟動,硬件檢測及進入μCLinux操作系統。μCLinux操作系統實現文件系統管理、任務調動、網絡功能、設備驅動,并提供用戶程序的運行環境等功能。最上層為應用軟件。該稅控系統的嵌入式Linux軟件平臺架構如圖4所示。

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