（电力电子与电力传动专业论文）基于ucosⅡ的税控收款机的研制和开发.pdf

a b s t r a c t a c c o r d i n g t ot h e f i s c a lc a s hr e g i s t e rn a t i o n a ls t a n d a r d ) ) ，t h i st h e s i se m p a r k su p o n t h er e s e a r c h i n t o t h e f i s c a lc a s hr e g i s t e r b a s e do n t h eu c o s i ir e a l t i m ee m b e d d e d o d e r a t i n gs y s t e m t h i st h e s i sm a i n l yp r e s e n t st h ec h a r a c t e r a n dt h e t r a n s p l a n to f t h et h eu c o s i i r e a l t i m ee m b e d d e do p e r a t i n gs y s t e m 、t h ef i s c a l c a s h r e g i s t e rn a t i o n a ls t a n d a r d 、t h e h a r d w a r ed e s i g na n dt h es o f t w a r ei m p l e m e n t a t i o no ft h e f i s c a lc a s hr e g i s t e r 、t h ed e s i g no f t h ep c bb o a r d 、t h ed e b u g g i n g 、t h et e s t i n gr e s u l to f t h e w h o l es y s t e ma n dt h ea s p e c t sn e e d e dt oi m p r o v e 【k e y w o r d s 】u c o s i i 、r t o s 、e o s 、f i s c a l c a s hr e g i s t e r 学位论文独创性申明 本人申明所呈交的学位论文是个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使 用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示了谢意。 签 名：互盟殛日期：! ! ：兰! ：1 2 关于学位论文使用授权的说明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文 的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档 的内容和纸质论文的内容相致。除在保密期的保密论文外，允许论文被查阅和借 阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文得便公布( 包括刊登) 授权东南大 学研究生院办理。 。 签名：生五盟垣导师签名 日期：少，7 7 第一章缝谂 第一章绪论 1 1 嵌入式系统和嵌入式操作系统 一、嵌入式系统 嵌入式系统是以嵌入式计算机为技术核心，恧向用户、厦向产品、麟向应用，款 硬件可裁减的，适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性能有严格要求的 专鬟毒卡算誊晁系统。 嵌入式系统应县有的特点是：高可靠性；在恶劣的环境或突然断电的情况下，系 统仍然能够正常工作；许多嵌入式应麓要求实对往，这就攫求嵌入式操作系统吴有实 时处理能力；嵌入式系统秘舆体应用露机地结合在一起，它的升级换代也是同具体产 品同步送行；嵌入式系统中的软件代码要求高质量、高可靠性，一般都固化在只读存 德器中或阗存中，瞧就是说软l 孛娶求霜态化存储，蠢不是存健在磁纛等载体中。 二、嵌入式操作系统 嵌入式搡作系统e o s ( e m b e d d e do p e r a t i n gs y s t e m ) 楚一种箱途广泛的系统软件， 过去它主要应用于工业控制和国防系统领域。e o s 负责嵌入系统的全部软、硬件资源 的分配、任务调度，控制、协调并发活动；它必须体现其所在系统韵特征，能够通过 装酆菜些模块寒达到系绫疑要求粒功愁。爨蘩，已攫爨一些应用比较或功鲍e o s 产晶 系列。随着i n t e r n e t 技术的发展、信息家电的酱及应用及e o s 的微型化和专业化， e o s 开始鼠萃一韵弱功麓商离专盘彳宅韵强功艟方向发袋。嵌入式搡律系统在系统实对 高效性、硬件的相关依赖性、软件固化以及应用的专用性簿方丽具有较为突出的特 点。e o s 是相对于一般操作系统而言的，它除具备了一般探作系统最基本的功能，如 任务谖发、露步槐铡、申叛处理、文传处瀵等钤，还袁以下特点： 可装卸性。开放性、可伸缩性的体系结构。 磁实爵往。e o s 实时稳一般较强，可用于各静设备控割当中。 统一的接口。提供各j 申设番驱动接豳。 操作方便、简单、提供友好的圈形g u i ，图形界面，追求易学易用。 撼供强大懿溺终功能，支持t c p i p 协议及其它协议，撼拱t e p u d p i p p 印协 议支持及统一的m a c 访问层接口，为各种移动计算设备预留接口。 强稳定性，弱交互往。嵌入式系统一旦开始运彳亍就不需舞菊声过多韵干预，这 就要负责系统管理的e o s 具有较强的稳定性。嵌入式操作系统的用户接口一般不提供 操作命令，它通过系统的调用命令向爝户裰序掇供服务。 爨优 弋妈。在嵌入式系统中，嵌入式操作系绞葶曩应翔软件毅阑化在嵌入式系统 计算机的r o m 中。辅助存储器在嵌入式系统中很少使用，因此，嵌入式操作系统的文 件管理功能应该能够狠容易墟拆酃，稀灞各种离存文件系统。 熨好的硬件适应性，也就怒良好的移植性。 国际上用于信息电器的嵌入式操 乍系统有4 0 种左右。现在，市场上非常流行的 e o s 产品，包拯3 t o m 公司下属子公司麴p a l mo s ，全球占瓷份额选5 0 ，m i c r o s o f t 公 司的w i n d o w sc e 不过2 9 。在美因市场，p a l m0 5 更以8 0 的占有率远趣w i n d o w s c e 。开放源代码的l i n u x 稂遥于爝作信息家电的开发。魄鲡：中科级旗软件技术有限 公司开发魄红旗嵌入式l i n u x 和美商网虎公司开发的基于x l i n u x 的嵌入式操作系统 “夸克”。“夸完”是目前全世界最小的l i n u x ，它肖两舆很突出的特点，就是体积 小黧使翳g c s 编璃。 东南大学硕士学位论文 1 2 税控收款机国家标准 不成熟的信息化市场的一大特征就是没有任何行业标准，而行业标准的缺乏，从 某种程度上制约着行业信息化建设的发展。在中国“金税工程”建设过程中，同样存 在一个十分尴尬的问题，那就是税控收款系统缺乏必要的行业标准。前不久，国家信 息化标准委员会、国税总局公布了税控收款机国家标准，并对税控收款机的安全 性、系统性、系列性做出了相关规定。观察家们指出，伴随税控收款机技术标准的出 台，税控收款系统在“金税工程中的角色和地位将大大获得改善，税控收款机的推广 将带来重大转机。 其实，早在1 9 9 4 年，税控收款系统就在我国开始推广。但由于各种因素的影响， 税控收款机的推广工作没有逃脱遭遇冷落的命运。由于缺乏严格的监督机制和相应的 技术手段，我国中小规模企业税款大量流失。税控收款机作为税收电子化的“咽喉要 道”，它的推广和应用关系到国计民生，正因为如此，税控收款机对技术等的要求很 高。此次出台的技术标准则在安全性、系列性、系统性等方面都做出了严格的要求。 在标准中，“机”( 指收款机身) 的生产、“卡”( 指税控卡等卡片) 的提供和“税 控初始化管理系统”( 指税务机关对税控收款机的管理) 三者完全独立、相互制约、协 同工作。三方都有各自的责、权、利，按照自己的责任行使相应的权利获取应得的利 益( 税务机关除了做好服务外，不允许也不应当从税控收款机企业、卡商和纳税人那里 得到任何利益) 。机卡接口符合i s o 一7 8 i 6 标准，卡片的初始化由税务机关完成。系统 中涉及到的各种密钥由税务机关发行管理，加密运算由税控卡完成，税控收款机和税 务机关后台系统之间的数据交换格式可以公开，这样税务部门可以用统一的初始化系 统对各厂家生产的符合标准的税控收款机进行初始化，为税控收款机的推广采用标准 化、市场化及行政监督相结合的方式提供了技术手段。 业内人士认为，税控收款机国家标准的出台和税控收款机的推广应用，对于防止 技术垄断、市场垄断、控制成本、减轻纳税人负担、实现“最小权力分割”都具有非 常重要的作用，也是税控收款系统成功推广的规范保障。 该标准已与2 0 0 3 年1 0 月1 日开始实施。 该标准由三部分组成”： 1 ) 机器规范。这部分规定了税控收款机的通用要求、试验方法、检验规则等相关内 容。 税控收款机是具有税控功能的电子收款机，它应保证经营数据的正确生成、可靠 存储和安全传递。并可实现税务机关管理和数据核查等要求。 2 ) 税控i c 卡规范。这部分规定了税控i c 卡( 税控卡、用户卡、税务稽查卡) 机器应用 技术规范。包括数据元和文件结构、命令格式、基本命令、税控卡专用命令、用户卡 专用命令和应用流程。 a 税控卡一一用于控制税控收款机税控数据，鉴别税控收款机身份，并与用户 卡、税务稽查卡相互认证；存储用户信息并确保税控数据不被篡改；生成发票税控码 并对传递的税控数据进行电子签名。 b 用户卡一一用于在税控收款机与税控收款机管理系统之间进行数据安全传递。 在规定日期内，纳税人通过用户卡和税控卡完成相应的安全认证后采集税控收款机中 的申报数据、发票使用数据等，传递到税务机关的税控收款机管理系统。税务机关通 过用户卡将有关信息传回税控收款机和税控卡。 c 税务稽查卡一一用于采集税控收款机中的数据，以供核查纳税人向税控机关传 递的税控数据与税控收款机中的税控数据是否一致：用于授权修改税控收款机的时 钟。 第一章绪论 3 ) 裁控器裁菠。这部分援是了琵台穗圭实瑷裁控功能熬税羧器豹逮蠲要求、试验方 法、检验规则等相关内容。 1 3 论文主要工作 臻在索场上卖的蓥予嵌入式操佟系统静虢控教款瓿缀少。大多数产品中并没有撩 作系统，而怒多c p u 的复合系统，每个c p u 只用来究成一二个特定的工作。比如市场 上卖的龙飞税控收款枧里面就有五个以上的c p u ，有的用来完成打印，有的爆来扫挞 键盘，有豹翔来完成通信，有的瘸来完成液潞显示。这样势必造盛熬个硬件系统的庞 大和系统的不可靠，而且实时性也不能得到保障。因此有必疆做些改进。 本论文主要是以u c o s i i 实时嵌入式操作系统为依托、以税控收款机国家标 准为依据、以龙飞电子收款机为篮本、以m o t o r o l a 公司的基于m c o r e 核的3 2 位 嵌入式擞楚理器i m c 2 1 0 7 为主芯片对税控牧歉疑送行一些搽索往兹臻割。 东南大学硕士学位论文 第二章税控收款枫整体方案 3 1 税控收款机设计要求哺。 一、总体要求 税控收歉机应根据安全性、方便性和经济性的原则进行设计，采用以税控i c 卡为 核心的安全机制，体现便捷维护的特点。 税控牧教辊应邋过税控卡正确生成税控数据，税控数据分男l 可靠存储在税控卡和 税控存储器中；采用用户卡戚其他媒体将税控数据安全传递到税务机关的税控收款机 管理系统。 税控收款机和税控i c 卡分别遵循统一的技术规范，实现税控收款机及i c 卡的设 计、生产、测试和验收的分别实施。税控收歙机管理系统将纳税人的相关信息写入税 控卡中。著运过甏控卡对巍控牧蘩瓤遂孑亍秘始纯楚疆，郢建立税控卡窝魏接收款辊翡 唯一对应关系。进行初始化的税控收款机才可进入正常使用状态。 二、数据要求 1 数据 税接收款枧的数据包括裁控数据搬经譬数据。 税控数据是指涉及税务管理的数据，即机器出厂数据、初始化数据、发票数据、 日交易数据和申报数据。 经营数攒是指经藿活动中静有关数据。 1 ) 机器出厂数据 机器出厂数据即机器编号、生产日期、硬l 牛版本号、软件版本号。 生产厂鬻在筏接收款祝懑厂前将密厂数獾写入税控浚款税雨的横控存储器中。其 中写入的机器编号应与机身标牌上的编号相同。 2 ) 初始化数据 初始化数据包括企业( 纳税入) 名称、税号、视器编号、开始使用时间、经营颈离 的税种税目编码、申报方式以及其他的控制信息。 初戆亿数攥杰霞务院裁务行致圭警部门建立静全国统一戆襞接收款秘黪理系缓霉 入税控卡。 3 ) 发票数据 发票数攒包括发蔡傻爝数据和发票打印数据 a 发票使用数据包括单卷发票使用汇总数据和指定时阐段内发渠使用汇总数据。 攀卷发鬃使用汇惑数据楚据该卷发票的代码、起止号码、正常发票份数、正霉发 票开矮金额、废票份数、逼梁份数、邋票金额以及该卷发票开具的时间段。 按时间段汇总时应统计正常发梁份数、正常发票开具金额、废票份数、退票份 数、遗票金额。 b 发票打印数据是指发渠上打印的全部内容。 4 ) 日交易数据 弱交易数据是捂每蠢的正常发票份数、运票傍数、疲蘩份数、羧戎种秘鑫分类统 计正常发票累计金额和退票累计金额以及税控卡给出的上述数据的电子签名。 5 ，审报数据 申报数攒是指规定时间段内目交易数据的汇总数据以及税控卡给出的电子签名。 2 。数握存镶 1 ) 税控收款机应安全可靠的存储税控数据。税控存储器应采用非易失性存储器 其容爨至少应满足存储5 年的日交易数据。 4 第二章税控收款机整体方案 2 ) 发票存储器的容量不得小于1 m b ( 原则上应滚动存储不少于2 个月的发票打印 数据) 。 3 ) 税控收款机至少应在发票存储器中滚动存储3 0 0 卷发票的单卷发票使用汇总数 据。 3 票据打印 税控收款机应能打印规定的发票、发票使用数据报表和其他经营报表。 1 ) 发票内容、格式和联次 发票的内容、格式和联次由国务院税务行政主管部门规定。 2 ) 发票使用数据的打印 每卷发票使用完后，税控收款机应自动打印该卷发票的使用汇总数据报表。 税控收款机应能打印指定时间段内发票使用汇总数据报表。 3 ) 发票打印要求 税控收款机应具有定位色标识别功能。 在一份发票上不能打印完成本次所有交易项内容时，可分多份打印，但每份发票 内容应是完整的( 应有该发票的大写合计金额和税控码) 。 当更换普通打印纸打印各种报表时，不应影响本卷发票的继续使用。 当用普通打印纸打印发票存储器中存储的发票打印数据时，应在打印发票号的下 一行打印“电子存根”。 4 ) 发票顺序号的设定 税控收款机中，发票顺序号由发票装卷时输入本卷发票印制的起始号码和终止号 码来设定。 4 数据传递 数据传递是指税控收款机与税务机关的税控收款机管理系统之间的数据交换。 1 ) 初始化数据的传递 初始化数据采用税控卡传递到税控收款机中。 2 ) 发票使用数据和申报数据的传递 发票使用数据和申报数据通过用户卡传递，也可采用其他方式传递。 a 采用用户卡传递 一个纳税人仅使用一台税控收款机时，税控收款机将规定时段内的申报数据或发 票打印数据的部分内容( 开票日期、发票号、开票类型、开票总金额、税控码、原发票 号和保留字段) 写入用户卡。税控收款机管理系统对用户卡中的数据处理后更新用户卡 中的监控管理信息。税控收款机读取用户卡中的监控管理信息，对机内的信息做相应 处理。 一个纳税人使用多台税控收款机，在联网运行时，应通过网络将规定时段内各台 机器的申报数据或发票打印数据的部分内容( 开票日期、发票号、开票类型、开票总金 额、税控码、原发票号和保留字段) 汇集后写入用户卡。税控收款机管理系统对用户卡 中的数据处理后更新用户卡中的监控管理信息。通过网络将用户卡中的监控管理信息 分别传递给每台税控收款机，税控收款机对机内的信息做相应处理；不联网运行时， 通过用户卡逐台处理。 b 其他方式传递 在保证数据传递安全的前提下可以采用其他的传递方式。 3 ) 核查数据的传递 税务人员可以使用税务管理卡采集税控收款机中的税控数据，通过税务管理卡传 递到税务机关的税控收款机管理系统。 东南大学硕士学位论文 三、税控要求 1 税控收款机在未经初始化或税控卡工作不正常时不应打印发票。 2 税控收款机应具有单张发票开票金额、开票累计金额及退票累计金额的限额管 理功能，限额由税务机关在发行税控卡时设定，可通过用户卡修改。当超过设定限额 时应提示用户。 3 收款机应具有发票开具期限的管理功能，当税控收款机的时钟日期超过设定的 开票截至日期时，不应打印发票。 4 ，税控存储器出现故障时，税控收款机不应打印发票。 5 控收款机的时钟在产品出厂时校准，初始化时再次校准。初始化后须经税务机 关通过税务管理卡授权后才能修改时间，但日期不能修改。 6 税控收款机应具有将未经税控收款机开具发票的经营收入汇总后录入的功能， 录入后应打印发票。 7 税控收款机应能够显示或打印机器所处的当前状态，显示和打印的内容要在产 品的相关技术文件中详细描述。税控收款机在使用中应具有以下工作状态： 1 ) 自检工作状态：税控收款机加电后自动完成对机器检测的工作状态。机器处于 该状态时，能按预定的程序自动运行，并能够显示或打印检测的结果，显示和打印的 内容要在产品的相关技术文件中详细描述； 2 ) 发票用完状态：税控收款机在正常开票的过程中，机器中发票号码打印完毕而 没有再注入新的未打印的发票号码时的工作状态。在该状态时，机器不应打印发票； 3 ) 锁机状态：税控收款机在授权期限内未按时申报数据或累积的开票金额超过设 定值时，机器自动进入锁定的状态。锁机状态出现前应有提示，在该状态下，机器不 应打印发票： 4 ) 正常工作状态：税控收款机在初始化和录入发票号码后进入的工作状态。在该 状态时，机器应能正确打印发票，安全可靠的保存、传递数据。 8 税控收款机应具有退票处理功能。 在下列情况下对信息打印完整的发票应作退票处理。 1 ) 退货： 2 1 发票打印数据错误，例如项目、数量或金额错误，发票打印号和印刷号不同 等。 处理流程如下： 输入原发票号码，税控收款机在发票存储器中检索该发票的相关信息。 如检索成功，进行退货操作，打印一张新的发票，在该发票的大写金额前打印 “退”字，在小写金额前打印“一”，并将原发票号码打印在该张发票的“付款单 位”位置处，同时将该张发票的信息记录在税控存储器中。 如检索不成功，输入原发票的各项内容，打印一张新的发票，并在该发票的大写 金额前打印“退”字，在小写金额前打印“一”，并将原发票号码打印在该张发票的 “付款单位”位置处，同时将该张发票的信息记录在税控存储器中。 当发票上有多个交易项而仅对其中部分交易项做退货操作时，应先将该张发票上 的全部交易项做退货操作，打印出退票之后再对未退货的交易项打印一张正常发票。 9 税控收款机应具有废票处理功能。 发票信息打印不完整的发票作废票处理，流程如下： 输入需作废发票的打印号码，税控收款机向税控卡发送“开票”命令 0 s s u e _ r n v i c e ) ，同时更新和废票相关的数据项。 6 第二章税控收散机整体方案 1 0 发票分发 税控浚款孛晁只麓打印绫税久放稳务税关矮簧每韵发象号码袋内鹣发豢。发溪领购信 息通过用户卡传递。 个缡税久仅健属一台税控收款辊时，税控收款梳扶蠲户卡中读敬发票领购信息 并存储在机内，根掇用户输入的单卷发票起止号码( 或税控收款机自动选取起止号 码) ，税控牧款辊确讽后商税控卡发荣入命令。 个纳税人使用多台税控收款机，在联网运行时，应通过网络分发发票领购信 息；不联网运行时，通过胡户卡逐台分发发票领购信怠。 圈、硬件要求 1 ) 我控收款机在突然鼹电的情况下，应保 正税控存储嚣、发票存德器秘税控卡中 数据的正确、完整。 2 ) 戡控收散枧内斡时蚀要求走时准确，旦谈差不大于l o s 。 五、软 牛要求 1 ) 税控收款机应有完善的操作程序和自检稷序。税控收款机应操作简便，指示清 酝，具有系缝叁检功髓，在撬爨蠢捡囊数障鞋，痤指示鼓障类型。故鼯类型及处理方 法臻在产品的使用说明书中详细说明。 2 ) 软孛# 应暴鸯良爵静容蹙能力，当发生异鬻情提瓣( 懿搡幸筝失误，鞭逛等) 应豫涯 数据不丢失、无差错。操作失误时应有相应的故障提示。故障排除后，机器应立即恢 复芷常王作。 3 2 税控收款机的部件 1 。方式锁和镪匙 方式锁有六个档位：l 、r 、x 、z 、p 、t ，每个档位的功能都不一样。每台收 款枧中部配毒方式锬的钥匙，分另4 鸯收款员钥匙和经理钥匙。收款员钥匙，只能掇到 l 、r 、x 档：蒋通经理钥匙可j 龃到l 、r 、x 、z 、p 档；税控专用经理钥匙可扭到任意 搂位。如果收救援设置了收款员塞璃，在r 褒x 档必须输入收款昃密鹃，才能在r 秘 x 档操作；如果设置了经理密码，在z 和p 档必须输入经理密码，才能在z 和p 档操 乍。档经襄甥应麴状态及功能热表2 ，l 雳示。 表2 1 税控收款机档位、状态及功能 钥越档位状态功能 峻 乙毯无显示关显示 慷 直缸 款 邋 爨 r 毯锩臻销臻操l 擘 幢 缀钥 瑗匙 x 档x 擐表菜单打印或潮缆x 擐表 钥 z 档z 报表菜单打印z 报表、清除报表 熬 p 档编程菜单商品信息及系统参数设置 t 裆税控揉作对数据避行蓝控 2 显示器 签蔓奎堂踅主兰燕鲨茎。 面向收敞员，采用1 5 行4 0 列蓝背光液晶显示，同时可根据收款台的实际高度 及不同收款员的视觉，对显示的对比度和翻起角度避行谲整。 3 打印机 税控收教机中配置热敏打印机，每行可打印3 2 个字符，相当于1 6 个汉字或图 符。该打印枫上装有检测打印纸的的传感器，当打印机缺纸时，显示羼将鼓示“打印 丰几缺纸”。同时为了实现税控功能还要一台税梁打印机。 4 。键盘 收款机的键盘有8 8 个键，如图2 - 1 所示。 # b # f # 输 2 愤日#h 觏m 一| m 嵌1# # 2 * a巍擞e* 女6刚 r c ) ， p 蕊i # 自挂单# #* 尝# 女郇擞m 自自 虫$神* 9 1 0 1 】1 2 l 3 1 4 c】 b d e pg + p 4 l j p 僻一 盎女挺* 典* 女“女 m * 謇2# 3 船 2 i j s m i b# hilh n 也 m 茬* 央# 生# * 女 # # 啦7 2 #i 7 2 # # 鼓 牡勰 0 r st 一 群嶷熏女# 女 # # 2 s靠 ￥ 1xyz 鼙盒 1 * 甍# 女# 龚雕女# 鬟# 饕 * 巍 3 63 7船勰 o d l聃 5 读卡器 对i c 卡避幸亍撩馋。 6 扫描枪 扫摇条形玛数据。 7 蜂鸣器 按键时发宙确认声、摄滚辩静鸣l l 僖号；搡 乍爨误或梳器露敌障辩，蹲鸿嚣会发 出蜂鸣报警信号，这时屏幕显示相应的锚误提示；按“清除”键可取消一般错误的鸣 # q 声。 8 钱箱 存放钱币，钱籍内部翊分有纸币格帮硬币格，且配备钱箱镞。舔次销售结柬辩， 钱箱可自动打开；在r 档且不销售的状态下，按“开钱箱”键也可打开钱箱；当电源 断开后，可以通过钱箱底部的祝械开关打开钱箱。 9 收款规的接口 收款机提供的外设接口裔：c o m l 、c o m 2 、c o m 3 、并固。箕中( 1 ) c o m l ( 9 针率 口) ：用于r s 2 3 2 方式遁讯；( 2 ) c o m 2 ( 9 针串口) ：用于连接条码阅读器；( 3 ) c o m 3 ( 9 针 串口) ：用于连接厨房打印机及电子秤：( 6 ) 并口( 2 5 针并e 1 ) ：稻子连接并行外设； 收款极透过r s 2 3 2 或m o d e m 与电脑遇讯，支抟5 聃通讯波特率：9 6 0 0 、1 9 2 0 0 、 3 8 4 0 0 、5 7 6 0 0 、11 5 2 0 0 。 3 3 税控收款机体系结构 、整个系统的体系结梅 税控收歉机体系结构图如图2 - 2 所示 第二章税控收款机整体方案 应用程序软件 。 丰程雾，? 总壅茬繁任萘统霸磊霍茬务扫葫莲磊程程雾秤籍饕i c 卡任务，总控任务系统初始化任务功能编程任务销售 务、x 报表任务、z 报表任铱税控任务实时时钟任务 图2 - 2 税控收款机体系结构图 二、税控收款机硬件总体结构 税控收款机硬件结构图如图2 - 3 所示 芯n - 配置模块 f 税票打印机j 【一7 = 一j 兰至! l 接口芯片 t l l 6 c 5 5 2 1 霸 t 丽 口i口 实时时钟模块 复位模块 微处理器 m m c 2 1 0 7 液晶显示模块 s r a m 模块 f l a s h 模块 方式锁模块 键盘模块 s c i 接口 s p i 接口ls c i 接口 热敏打印机 条行码扫描枪 图2 3 税控收款机硬件结构图 i 微处理器m m c 2 1 0 7 它是3 2 位m c o r e 系n j m c u ，最高系统时钟可达至t j 3 3 m h z 。m c o r e 的流水线包括四 级：取指、指令译码读寄存器文件、执行、寄存器回写。它决定了整个系统的速度。 它支持1 6 位或3 2 位数据操作。本系统选择3 2 位数据总线结构。 2 f l a s h 电路 选的是a m d 公司的a m 2 9 l v 8 0 0 b 系列。用来存储非易失性数据，同时存储系统中要用 到的表和整个系统的程序。提供硬件信号r y b y 来探测擦写操作是否完成。支持8 位 或1 6 位操作。本系统选用1 6 位操作。 3 s r a m 电路 选的是是i s s i 公司的i s 6 1 l v 2 5 6 1 6 a l 系列。它的u b 信号是使能该芯片上的高8 位 字节，l b 信号是使能该芯片上的低8 位字节。 4 键盘电路 东南大学硕士学位论文 用来产生键盘中断，同时使得键盘任务能通过逐行扫描的方法从该电路获得键码。 5 方式锁电路 它其实是一个一行多列的键盘电路，用来产生方式锁中断，同时使得方式锁任务能 从该电路获得码值。 6 液晶电路 用来为整个系统提供人机界面，选用的是以e p s 。n 公司的s e d l 3 3 5 为液晶控制器的 3 2 0 2 4 0 点阵的蓝色背光的液晶模块。 7 芯片配置电路 该电路用来使得在系统复位的时候，m m c 2 1 0 7 能通过相关管脚的电平来对整个系统 进行配置。可以将芯片配置为主模式、单片模式、仿真模式、测试模式；可以选择从 外部引导还是从内部引导，同时可以配置数据线的宽度；可以将管脚的驱动能力配置 成默认的驱动能力或者是满驱动能力；可以配置系统的鲴钟同时对p l l 进行配置；可以 禁止或者芯片内部的f l a s h 。 8 复位电路 为整个系统提供复位信号，选用的是d a l l a s 公司的d s l 8 3 4 。这款芯片能监视5 v 和 3 3 v 两种电源电压的降落，当提供的电源电压低于设定的范围时，就会在各自的管脚 上输出复位信号。同时还支持手动复位。 9 实时时钟( r t c ) 和串行外围接口( s p i ) 电路 选用的是d a l l a s 公司的d s l 3 0 5 ，该款芯片可以提供时、分、秒、年、月、日、星期 信息，具有9 6 字节非易失性r a m ，支持两种串形接口方式- - s p i e d 标准三线接口，双电 源供电同时还有一个外加电池，有两个报警器。该芯片与m m c 2 1 0 7 的s p i 接口相连。 1 0 串行通信接口( s c i ) 电路 s c i 接口用来连接外围设备一一热敏打印机、条形码扫描枪、电子称等。m m c 2 1 0 7 本 身只有2 个s c i 接口，需要挂接一个接口芯片t l l 6 c 5 5 2 。 1 1 并行通信接口电路 该接口来自t l l 6 c 5 5 2 ，用来连接税票打印机。 三、u c o s i i 操作系统 1 u c o s i i 的特点 1 ) 公开源代码 源代码可以在网站w w w u c o s i i c o m 上得到，或者可以从 = 3 0 ；扫描角 度：前6 0 。后：6 0 。偏转：5 。；解码能力：识读所有标准一维码。 3 。1 si e 卡读卡器“” 选用北京卡来通电子技术有限公司c r r 9 6 0 1 系列i c 卡读写器。支持符合i s 0 7 8 1 6 的各耱存储卡和逻辑加密卡，包括： s i e 碓b n s ：s l e 4 4 0 2 ，s l e 4 4 1 8 ，s l e 4 4 2 8 ，s l e 4 4 3 2 ，s l e 4 4 4 2 a t m e l ：a t 2 4 c 6 4 3 2 1 6 0 8 0 4 0 2 0 1 ，a t 8 8 s c l 0 1 1 0 2 1 0 3 ， a t 8 8 s c l 5 3 l l 1 6 0 4 i 6 0 8 ，a 1 4 s d 0 4 i 0 2 l p h i l i p s ：p c b 2 0 3 2 ，p c b 2 0 4 2 清华大学：h x l 7 6 8 有毫源簸路糅护功髓，愆猹立魏路对i e 卡供宅，荠有究善戆稳援和豫护措藏，i c 卡有短路时，不会损坏读写内部电路，也不会影响读写器的正常工作，且有短路指 示。有卡型梭测功能，可检测出目裁市场上涟行的终大多数存储卡聋珏逻辑热密卡。 广泛静较俘支掩，提供d o s 、w i n d o w s 9 5 9 8 及w i n d o w s n t 环境下瀚c 语言帮f o x p r o 的 接口函数。包括：设置串口、i c 卡上下电、检测卡型、选择卡型、选择页顽、校验密 码、修改密码、校骏擦除密锾、读卡、写卡、攘除、熔丝攥作、读保护位、霉爨护位 等等。并提供演示序及接口函数在各种环境下调用的范例。 i c 卡卡头可选，可选用摩擦式、半下压式、推撼式、推拔式等蒜种卡头。 3 2 硬件电路图1 3 8 3 整令疆l 孛系统黪结秘疆蜜如甄3 - 3 聚示： l 芯片配湿模 l块 l 登翌堑! 塑i 并行口f 接口芯片 彳乙1 6 c s 器2 串行i 串行 口l口 实时时钟模块 复位模块 微处理器 溺c 2 1 0 7 嫩精显水惧 块 s r a m 模块 f l a s h 横：譬皂 方式锁模块 键盘模块 s c i 接口 s p i 接口 s c i 接口 图3 。3 税控收款机硬件结构蹦 热敏打印机l 。l 条行码搦描枪 第三章硬件设计 3 2 1 微处理器m m c 2 1 0 7 电路 a m m c 2 1 0 7 引脚描述 1 扩展存储器总线信号 1 ) 数据总线( d 3 l ：o ) d 3 1 ：0 是3 2 位双向三态信号，是m c u 与外存储器及外设备之间的数据通 路。它占据端口a 、b 、c 、d 的引脚，d 3 1 ：2 4 对应端口a 引脚p a 7 ：0 ，d 2 3 ：1 6 对应 端口b 引脚p b 7 ：0 ，d 1 5 ：8 对应端口c 引脚p c i 7 ：o ，d 7 ：0 对应端口d 引脚p d 7 ：0 。 数据总线宽度也可设置为1 6 位，使用数据线d 3 1 ：1 6 ，这时端口c 和d 可做通用i o 。 2 ) 地址总线( a 2 2 ：0 ) 2 3 根地址线a 2 2 ：0 提供m c u 访问存储器和外设备的地址，它占据了端口f 、 g 和h 的引脚，a 【2 2 ：0 对应p f 6 ：0 、p o 7 ：o 、p h 7 ：0 。 3 ) 字节使能( e b 3 ：0 ) 这4 个字节使能输出信号对应3 2 位数据线的4 个字节数据，表明在外存储器 访问期间哪一个或哪些字节数据有效。e bo 对应d 3 1 ：2 4 ，e bl 对应d 2 3 ：1 6 ，e b 2 对应d 1 6 ：8 ，丽3 对应d 7 ：o 。一e b 3 ：0 占据端口i 的引脚p i 7 ：4 。如果系统使用 1 6 位数据总线d 3 1 ：1 6 ，则e b 3 ：2 不具有字节使能的意义，可用做通用i o 引脚 p i 7 ：6 。 4 ) 芯片选择( c s 3 ：o ) 片选输出信号在访问外部存储器设备时用来选择1 个设备，4 个片选如果都 启用的话，与地址a 2 2 ：0 相配，使c p u 可达3 2 m b 舭f 部寻址空间范围。c s 3 ：0 占据 端口i 的p i 3 ：0 引脚。 5 ) 芯片选择( r w ) 这个输出信号指出总线上数据传送的方向，逻辑l 表示从外存储器或外设备 读，而逻辑0 表示向外存储器或外设备写。 6 ) 输出使能( o e ) 在外部读周期里，这个信号向被读的外设备指出什么时候驱动读数据，可 用这个信号做外设备的读使能。 7 ) 传送回答( t a ) 在主模式和仿真模式下，这个信号是输入信号，在一个外部访问周期里， 由被访问的外设备发给m c u ，指示数据传送完成，由处理器识别该信号。在读周期里， 处理器以讴锁存数据然后结束总线周期，在写周期里，处理器以t a 结束总线周期。 8 ) 传送错误回答( t e a ) 在主模式和仿真模式下，这个信号是输入信号，指示总线传送有错误，由 处理器识别，处理器终止该总线周期并开始执行访问错误异常处理程序。 9 ) 传送代码( t c 2 ：o ) 这个输出信号指示现行总线周期的访问类型。 1 0 ) 仿真模式片选( c s k l ：0 ) 这个输出信号，是送给外部仿真逻辑的片选，为开发系统提供支持。 1 1 ) s h o w 周期( s h s ) 所n s h o w 周期即m c u 内部总线事务的有关操作信号在外总线上可见。在仿 真模式中，配合s h 。w 周期，s h s 是输出信号，用做s h o w 周期期间捕获地址、控制、数 据的选通。 2 复位有关信号 1 ) 复位输入( r e s e t ) 这个低有效的输入信号用作来自外部的复位请求。 查堕查兰竺主兰些笙壅 2 ) 复位输出( r s t o u t ) 这个输出信号是由内部的复位控制器连出来的，为低时表示内部复位控制 器已产生复位信号，对m c u y 占, l , 片进行了复位。 3 ) 复位配置( r c o n ) r c o n 与前述s h s 共用一个引脚，r c o n 仅在复位期间使用，表示是否要 求复位配置采样，即是否要求在复位时用一些外部信号的状态值来重新配置芯片参 数。 3 锁相环( p l l ) 和时钟信号 1 ) 外时钟输入( e x t a l ) 在复位时会进行时钟源的配置选择。当使用外部时钟源时，外时钟由此引 脚输入；当使用内部振荡器时，此引脚连至外晶体。 2 ) 晶体( x t a l ) 当使用内部振荡器时，这个输出信号连到外晶体；当使用外部时钟源时， 该信号应接地。 3 ) 时钟输出( c l k o u t ) 这是内部时钟模块所产生的系统时钟对外输出引脚。 4 ) 频率合成器电源和地( v d 。s y n 、v s s s f n ) 这是专门为m c u 时钟模块的频率合成器提供电源和地的一对信号。 4 边沿端口信号( 1 i n t 7 ：0 ) 这是8 个外部中断源输入信号，也可以用做通用i 0 引脚。另外，在m c u 配置模 块里的芯片配置寄存器c c r 的有关使能位的选择下：i n t 7 ：6 引脚可用做t s i z 1 ：0 输 出信号，用以向外部指示m c o r e 的传送尺寸；i n t 5 ：2 引脚可用做p s t a t 3 ：0 输出 信号，用以向外部指示m c o r e 处理器的状态。 5 串行外围接口模块( s p i ) 信号 1 ) 主出从入( m o s i ) s p i 在主模式下，m o s i 信号是串行数据输出；而在从模式下，是串行数据输 入。 2 ) 主入从出( m i s o ) s p i 在主模式下，m i s o 信号是串行数据输入；而在从模式下，是串行数据输 出 3 ) 串行时钟( s c k ) s p i 在主模式下，s c k 是串行时钟输出；而在主模式下，是串行时钟输入。 这个串行时钟在主和从s p i 设备之间同步数据的发送。 4 ) 从设备选择( s s ) s p i 在主模式下，s s 是外围片选输出；在从模式下，是低有效的从设备选 择输入。 6 串行通信接口模块( s c i ) 信号 1 ) 接收数据( r x d i 和r x d 2 ) r x d i , i i r x d 2 分别是s c l l 和s c l 2 的接收器的串行数据输入。 2 ) 发送数据( t x d l s n t x d 2 ) t x d l $ 口t x d 2 分别是s c l l s n s c l 2 的发送器的串行数据输出。 7 定时器信号( i c o c l 3 ：0 和i c o c 2 3 ：0 ) 这两组信号分别是定时器模块t i m i $ 口t i m 2 与外部功能的接口信号，称为输入捕 获输出比较 3 ：0 。如果不需要用做定时器的功能引脚时，亦可配置为通用i o ，复位 后缺省状态为通用i o 。 2 4 第三章硬件设计 8 a d 转换电路信号 1 ) 模拟输入( p q a 4 ：3 、p q a 1 ：0 和p q b 3 ：0 ) 这些信号是q a d c 模块的模拟输入信号。不用做模拟输入时，p q a 的4 个信号 亦可用做通用i o ，而p q b 的4 个信号只能用做通用输入。 2 ) 模拟基准( v r 。和v r 。) 这两个信号分别用做a d 转换器的高( 、r ) 和低( v r l ) 基准电压输入。 3 ) 模拟电源( v 。和v s 。) 这是专用于q a d c 模块的电源和地信号，它们应与数字电源和地隔开，避免 敏感的模拟电路受数字电源和地上的干扰信号。 4 ) 正电源( v 一) 这个信号向q a d c 弓i 脚里的e s d 结构提供正电源。 9 调试( d e b u g ) 和仿真支持信号 1 ) 测试复位( t r s t ) t r s t 为低有效的输入信号，用来对j t a g 逻辑和o n c e 逻辑异步初始化。 2 ) 测试时钟( t c l k ) t c l k 是输入到j t a g 和o n c e 逻辑的时钟，不是m c u 的系统时钟。 3 ) 测试模式选择( t m s ) 输入信号t m s 在t c l k 的上升沿被采样，用来为j t a g 和o n c e 的状态机定序。 4 ) 测试数据输入( t d i ) t d i 是测试指令和数据的串行输入引脚，在t c l k 的上升沿被采样。 5 ) 测试数据输出( t d o ) t d o 是测试指令和数据的串行输出引脚，在t c l k 的下降沿改变状态。t d 0 可 以是三态的。 6 ) 调试事件( d e ) d e 是双向开漏信号，用于o n c e 控制器。做为输出，表示c p u 应一个d e b u g 请 求已经进入t d e b u g 模式，或者在一个断点条件下c p u 已进入d e b u g ，这个输出信号与 c l k o u t 的上升沿同步，被肯定3 个系统时钟。作为输入，这个信号有多个功能，主要功 能是应外部命令控制器的请求进入d e b u g 模式，以及使能o n c e 控制器。 1 0 测试信号( t e s t ) t e s t 输入信号仅用于工厂测试，用户不用，应连到v s s 。 1 1 电源和地信号 1 ) f l a s h 擦除编程电源电压( v p p ) v p p 为f l a s h 的擦除和编程操作提供独立的电源，为+ 5 v 。 2 ) f l a s h 阵列的电源和地( v d d f 和v s s f ) v d d ，和v s s f 为f l a s h 阵列提供独立的电源( + 3 3 v ) 和地。 3 ) 后备电源( v 。t b 。) v s t b 。为片内的s r a m 阵列提供v 。掉电后的后备电源。 4 ) 数据电源( v d d ) v 。为m c u 的c o r e 逻辑和i o 提供电源。 5 ) 地( v s s ) 芯片的地。 末南太学礤毕业论文 b + 具体连线圈如国3 4 所示 图3 4m m c 2 1 0 7 龟鼯连线整 a + 壤透 f l a s h 选的怒k 1 2 9 l v 8 0 0 b ，每片5 1 2 k 拳字。两片蒸5 1 2 字i m 半字2 m 字节。鼹供嫒 件信号r y 百可来探测擦写操作是否完成。将两片的该信号相与后传给m m c 2 1 0 7 的外部 中断丽。由于m m c 2 1 0 7 的涵石接到了该芯片的丽傣号上，同时它的最低地址线是 接到翘i l c 2 1 0 7 的a d d 2 上的。霞此只支持按字操 乍。因为f 淤s h 是按s e e t o r 操 乍的，蕊 s e c t o r 自q 丈d 、3 2 kb y t e ，馨8 kw o r d 。掰以这穗接法燕w 良的。 b 具体连线图如图3 5 所示 图3 5f l a s h 电路连线圈 一一一墨三至堡堡堂生 3 2 3s r a m a 概述 s r a m 选的是i s 6 1 l v 2 5 6 1 6 a l , g 片，每片2 5 6 k 半字。四片共5 1 2 k 字1 m 半字2 m 字节。 它的u b 信号是使能该芯片上的高8 位字节，亚i 信号是使能该芯片上的低8 位字节。 而我们的m m c 2 1 0 7 配置成3 2 位的。