專利名稱：支持usb接口和應(yīng)用程序下載的稅控收款機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種稅控收款機(jī)，尤其是一種支持USB接口和應(yīng)用程序下載的稅控收款機(jī)。
背景技術(shù)：
稅控收款機(jī)是具有稅控功能的電子收款機(jī)，它應(yīng)保證經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)的正確生成、可靠存儲(chǔ)和安全傳遞。并可實(shí)現(xiàn)稅務(wù)機(jī)關(guān)管理和數(shù)據(jù)核查等要求。
國(guó)外沒有相似的產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)有部分企業(yè)開發(fā)了稅控收款機(jī)，稅控收款機(jī)設(shè)計(jì)遵循人機(jī)接口、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、智能卡讀寫、打印驅(qū)動(dòng)、掉電保護(hù)等模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。稅控收款機(jī)的設(shè)計(jì)方案各不相同，一般是借鑒普通的電子收款機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
稅控收款機(jī)在實(shí)際使用過程中，經(jīng)常會(huì)遇到如下兩個(gè)問題。一方面，在經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)傳輸過程中，多采用紙介質(zhì)進(jìn)行傳輸。由于現(xiàn)在交易數(shù)量大，并且，采用紙介質(zhì)也不符合環(huán)保的要求。隨著U盤的推廣使用，和采用USB高速通信的要求，稅控收款機(jī)有必要增加USB接口，提供U盤讀寫和通信功能。另一方面，由于用戶的需求頻繁變化，為了確保應(yīng)用程序滿足用戶的要求，必須經(jīng)常升級(jí)應(yīng)用程序。而現(xiàn)在，升級(jí)程序的方法為，打開機(jī)箱，拔下芯片，重新燒寫；或者，通過JTAG進(jìn)行更新。有鑒于此，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了通過串口進(jìn)行應(yīng)用程序的下載，可有效避免因打開機(jī)箱而人為造成對(duì)機(jī)器主板的損壞。
本實(shí)用新型在提供了一種稅控收款機(jī)設(shè)計(jì)的同時(shí)，特別增加了USB設(shè)計(jì)，所采用的USB接口電路采用HOST工作方式，支持U盤讀寫，U盤的文件格式可以是FAT16和FAT32，可以在Windows平臺(tái)上任意讀取。同時(shí)，增加了應(yīng)用程序通過串行口下載的功能，下載程序和應(yīng)用程序使用相同的內(nèi)存，通過狀態(tài)切換實(shí)現(xiàn)資源的共享。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是在實(shí)現(xiàn)稅控收款機(jī)基本功能上，特別增加USB接口，該接口不僅能用于通信，且能夠支持讀寫U盤并增加串口下載應(yīng)用程序的功能。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的支持USB接口和應(yīng)用程序下載的稅控收款機(jī)，包括微處理器、支持微處理器的程序存儲(chǔ)器、與微處理器接口連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、打印機(jī)芯及打印控制驅(qū)動(dòng)電路、掉電保護(hù)電路、顯示器及鍵盤控制電路、錢箱控制電路、稅控IC卡接口和大數(shù)據(jù)量傳遞的FLASH卡接口電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路構(gòu)成，設(shè)有CPLD芯片與微處理器I/O接口電路連接，CPLD芯片接口電路連接模擬開關(guān)芯片電路擴(kuò)展微處理器的I/O接口電路，再連接外部通信接口電路和USB接口電路；USB采用HOST驅(qū)動(dòng)芯片。如選擇Cypress公司的SL811，該芯片可以實(shí)現(xiàn)HOST和SLAVE功能。微處理器采用P89C52X2，配合微處理器的外部程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器采用大容量的串行FLASH。
所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器采用鐵電存儲(chǔ)器或E2PROM，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器包括稅控?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器、發(fā)票數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或過程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)是稅控收款機(jī)硬件設(shè)計(jì)是在較低成本的情況下，可利用CPLD擴(kuò)展CPU的I/O能力，并通過端口復(fù)用，驅(qū)動(dòng)包括顯示、通信、智能卡、打印、掉電保護(hù)在內(nèi)的多個(gè)模塊。硬件體系架構(gòu)采用Intel MCS51內(nèi)核的MPU，在程序空間和數(shù)據(jù)空間均為64KB的基礎(chǔ)上，采用多BANK技術(shù)，外擴(kuò)程序空間至512KB，數(shù)據(jù)空間至128KB，稅控?cái)?shù)據(jù)和發(fā)票明細(xì)記錄存儲(chǔ)器放在串行FLASH中。人機(jī)接口主要有64鍵矩陣鍵盤和采用LCD和LED顯示器。打印機(jī)芯采用EPSON的MU-110ll。通信接口提供RS232和下載功能，并提供并口，特別提供USB(HOST)，支持USB盤的讀寫。稅控卡和用戶卡的讀寫是稅控收款機(jī)功能設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。同時(shí)，稅控收款機(jī)提供完善的掉電保護(hù)功能。


圖1是本實(shí)用新型框圖圖2是本實(shí)用新型微處理器電路圖圖3是本實(shí)用新型CPLD電路圖具體實(shí)施方式
(1)微處理器的選擇圖2、3所示，稅控收款機(jī)可以采用8位、16位和32位處理器，本設(shè)計(jì)首先從完成稅控收款機(jī)的功能出發(fā)，同時(shí)考慮稅控收款機(jī)的整機(jī)成本，選擇了高檔的8位單片機(jī)P89C52X2及存儲(chǔ)器(圖2中Un2 RTC8025和RTC4553)，圖2中還有漢字庫接口電路(Hcz1-4).該單片機(jī)是基于INTEL MCS51內(nèi)核，內(nèi)部時(shí)鐘頻率通過PLL倍頻可達(dá)28.224MHz，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通單片機(jī)的11.0592MHz的時(shí)鐘頻率。該單片機(jī)具有特別的電磁兼容性設(shè)計(jì)，其地址鎖存器使能信號(hào)可以控制，只有在進(jìn)行取外部程序時(shí)才有輸出，因此，可大大減小對(duì)外的輻射。其時(shí)鐘可選擇6時(shí)鐘和12時(shí)鐘兩種方式，選用6時(shí)鐘模式，時(shí)鐘速度快，同時(shí)外部時(shí)鐘低，因此，輻射騷擾小?？煽康奈⑻幚砥魍耆珴M足了稅控收款機(jī)正確生成數(shù)據(jù)的要求。并通過圖3中CPLD芯片(ISPMACH128V)擴(kuò)展微處理器的I/O接口電路，圖中典型的模擬開關(guān)芯片是CC4051芯片擴(kuò)展。
(2)程序空間和器件選擇稅控收款機(jī)首先必須完成稅控功能，其次，作為收款機(jī)，必須完成商務(wù)功能。這樣，程序空間必然超過64KB，考慮到必須進(jìn)行程序空間外擴(kuò)，因此不選用內(nèi)置64KB FLASH的MCS51內(nèi)核的MPU，僅選用8KB內(nèi)置FLASH的P89C52X2。P89C52X2中的8KB程序主要完成應(yīng)用程序的下載和機(jī)器啟動(dòng)后的硬件檢測(cè)。外部程序空間設(shè)計(jì)為512KB，之所以采用如此大的容量，其一，完成稅控功能和商務(wù)功能；其二，增加容錯(cuò)代碼，增加軟件的可靠性；其三，為未來用戶程序的擴(kuò)展留有空間。程序裝入AMD公司的AM29F040，容量為4Mbit，讀取速度為90ns。
(3)數(shù)據(jù)空間和器件選擇稅控收款機(jī)中的數(shù)據(jù)有稅控?cái)?shù)據(jù)、發(fā)票數(shù)據(jù)和過程數(shù)據(jù)三種。邏輯上是分開存儲(chǔ)的。但考慮到簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和可靠性，以及成本約束，稅控?cái)?shù)據(jù)和發(fā)票數(shù)據(jù)采用同一的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，采用大容量的串行FLASH。過程數(shù)據(jù)由于讀寫頻繁考慮采用SRAM、鐵電存儲(chǔ)器和E2PROM，其中，SRAM主要存放應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)的中間數(shù)據(jù)，但掉電后，數(shù)據(jù)丟失；鐵電存儲(chǔ)器由于壽命近于無限，主要用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)記錄指針等數(shù)據(jù)，掉電條件下，不會(huì)丟失；E2PROM主要存儲(chǔ)配置信息，掉電情況，不會(huì)丟失。
a、稅控?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器稅控存儲(chǔ)器采用AT45DB161串行FLASH，容量為2MB，采用SPI總線。
b、發(fā)票數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器發(fā)票數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器采用AT45DB161串行FLASH，容量為2MB，可擴(kuò)充到8MB，采用SPI總線。
c、過程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器過程數(shù)據(jù)中應(yīng)用程序的中間變量存放在SRAM中采用ISSI62C1024，容量為128KB，鐵電存儲(chǔ)器由于價(jià)格較貴，采用低容量的24C64，8KB；E2PROM采用24C256，32KB容量。
(4)實(shí)時(shí)時(shí)鐘實(shí)時(shí)時(shí)鐘在稅控收款機(jī)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求每天誤差不大于10秒?？蛇x的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片很多。但由于眾多的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，需要外接晶體，因此，會(huì)產(chǎn)生對(duì)外界的輻射騷擾，同時(shí)，也會(huì)引入外界的干擾，影響實(shí)時(shí)時(shí)鐘的走時(shí)。綜合以上考慮，選擇了精工EPSON的RTC4553芯片，該芯片內(nèi)置晶體，電壓工作范圍寬，走時(shí)所需的電流為1uA，如提供1.2Ah的鋰離子電池，可以在整機(jī)掉電情況下工作至少10年。
(5)外部通信接口電路稅控收款機(jī)提供的通信接口主要有串行接口如RS232接口和USB接口，網(wǎng)絡(luò)接口主要有RS485網(wǎng)絡(luò)接口和以太網(wǎng)接口。
a.RS232接口稅控收款機(jī)提供兩個(gè)RS232接口，其中一個(gè)可用于下載程序，實(shí)現(xiàn)機(jī)器生產(chǎn)和應(yīng)用程序升級(jí)的功能，在平時(shí)可以連接任何基于RS232物理層協(xié)議的串行設(shè)備。如條碼槍、電子秤和漢字輸入板等。另一個(gè)RS232串口可以完成同樣的功能，同時(shí)用于下載應(yīng)用程序。
在機(jī)器開機(jī)時(shí)，首先，由主芯片中的下載程序檢查串口，如果發(fā)現(xiàn)串口有數(shù)據(jù)，則進(jìn)入下載狀態(tài)。機(jī)器在下載過程中，一邊接收數(shù)據(jù)，一邊將數(shù)據(jù)存放到外部程序存儲(chǔ)器中，下載完畢，機(jī)器自動(dòng)進(jìn)行復(fù)位操作，同時(shí)，將應(yīng)用程序啟動(dòng)地址指向外部程序存儲(chǔ)器的首地址。再次復(fù)位后，存放在外部程序存儲(chǔ)器中的程序開始運(yùn)行。下載工作完成。
b.RS485網(wǎng)絡(luò)接口稅控收款機(jī)提供的網(wǎng)絡(luò)接口一般為RS485接口，通信協(xié)議由廠商提供，RS485可以接128臺(tái)稅控收款機(jī)，一般最多接32臺(tái)稅控收款機(jī)。主要完成在申報(bào)時(shí)，由一臺(tái)稅控收款機(jī)進(jìn)行申報(bào)。分發(fā)發(fā)票也可由一臺(tái)稅控收款機(jī)分發(fā)到各臺(tái)稅控收款機(jī)。RS485選擇美信公司的RS485芯片實(shí)現(xiàn)。
c.USB接口在每日交易數(shù)量較大的企業(yè)使用稅控收款機(jī)時(shí)，如果申報(bào)數(shù)據(jù)，用戶卡的容量有限，無法存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)。采用FLASH卡傳遞數(shù)據(jù)，容量還顯不足，因此，考慮采用USB盤進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。為此，稅控收款機(jī)必須配備USB HOST。USB驅(qū)動(dòng)芯片選擇Cypress公司的SL811，該芯片可以實(shí)現(xiàn)HOST和SLAVE功能，本發(fā)明中僅使用其HOST功能，如圖2所示。
(6)稅控IC卡接口和FLASH卡接口稅控IC卡接口提供稅控卡、用戶卡和稅務(wù)管理卡三種，該三種卡均為CPU卡，通過振蕩器產(chǎn)生CPU卡所要時(shí)鐘，該時(shí)鐘電路可以控制，以提高電磁兼容性。
FLASH卡接口主要用于提供大數(shù)據(jù)量傳遞的途徑。FLASH卡選擇AT45DB041芯片。卡座電路見圖2JCard。
(7)打印機(jī)芯打印機(jī)芯是稅控收款機(jī)打印發(fā)票和各種報(bào)表的關(guān)鍵部件。打印發(fā)票質(zhì)量和打印機(jī)的壽命均與打印機(jī)芯的質(zhì)量相關(guān)。打印機(jī)芯國(guó)內(nèi)沒有生產(chǎn)，均由國(guó)外企業(yè)提供，主要有日本的EPSON、STAR、CITlZEN和韓國(guó)的SAMSUNG。綜合考慮質(zhì)量和價(jià)格應(yīng)采用EPSON打印機(jī)芯。
(8)打印控制驅(qū)動(dòng)電路打印控制驅(qū)動(dòng)電路包括兩個(gè)部分，其一為控制部分，其一為驅(qū)動(dòng)部分。控制電路內(nèi)含ATMEL公司AT89C52芯片，同時(shí)配備SRAM和字庫芯片。SRAM容量為8KB。字庫選擇256K容量的EPROM。驅(qū)動(dòng)電路包括步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)和打印針驅(qū)動(dòng)。
a、字庫選擇字庫采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB2312規(guī)定的二級(jí)字庫，字型為16×16點(diǎn)陣字庫。存放字庫的芯片采用27C020。
b、驅(qū)動(dòng)芯片選擇驅(qū)動(dòng)電路中主要為UDN2916兩片用于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)，同時(shí)，使用STA401A區(qū)動(dòng)打印針。
(9)顯示器a、客戶顯示器客戶顯示其采用高亮LED燈顯示，主要提供給客戶使用，用戶可以通過客戶顯示器獲取貨品數(shù)量，單價(jià)和總計(jì)價(jià)格的信息。由ZLG7289控制顯示。
b、主顯示器主顯示器采用192×64點(diǎn)陣液晶顯示器，可以四行顯示漢字和西文字符。采用LCD可以提供很多信息給稅控收款機(jī)的操作人員。提高稅控收款機(jī)的使用可靠性。
(10)鍵盤稅控收款機(jī)鍵盤是人機(jī)交互的主要輸入設(shè)備。采用64鍵矩陣鍵盤，鍵盤的輸入控制采用ZLG7289，該芯片提供是否按鍵和何鍵按下兩個(gè)接口命令。
(11)掉電保護(hù)電路掉電保護(hù)電路主要包括蓄電池充電、供電、控制電路和掉電信號(hào)。掉電信號(hào)通過開關(guān)電源提供，蓄電池在開機(jī)時(shí)處于充電狀態(tài)，供電主要在MPU為防操作關(guān)鍵步驟時(shí)掉電，則控制電路驅(qū)動(dòng)蓄電池供電。
(12)邏輯控制電路稅控收款機(jī)是復(fù)雜的電子設(shè)備，其中的邏輯非常復(fù)雜，同時(shí)，稅控收款機(jī)要求數(shù)據(jù)的安全，因此，為確保數(shù)據(jù)的安全，硬件進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪壿嫾用苁鞘钟斜匾?。本設(shè)計(jì)中采用了LATTICE公司CPLD器件，將稅控收款機(jī)的主要和大部分邏輯置于其中，確保了硬件的安全，也能提供復(fù)雜的邏輯，同時(shí)，由于集成度提高，提高了整機(jī)的可靠性。
(13)電源電源采用開關(guān)電源，電源提供24V/2A、5V/2A、6.8V/0.5A和TTL掉電指示信號(hào)。
(14)錢箱控制錢箱是由電磁鐵控制其打開。采用達(dá)林頓管放大控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)電磁鐵。
(15)蜂鳴器 蜂鳴器主要提供按鍵提示音和在發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)提供報(bào)警。
權(quán)利要求1.支持USB接口和應(yīng)用程序下載的稅控收款機(jī)，包括微處理器、支持微處理器的程序存儲(chǔ)器、與微處理器接口連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、打印機(jī)芯及打印控制驅(qū)動(dòng)電路、掉電保護(hù)電路、顯示器及鍵盤控制電路、錢箱控制電路、稅控IC卡接口和大數(shù)據(jù)量傳遞的FLASH卡接口電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路構(gòu)成，其特征是設(shè)有CPLD芯片與微處理器I/O接口電路連接，CPLD芯片接口電路連接模擬開關(guān)芯片電路擴(kuò)展微處理器的I/O接口電路，再連接外部通信接口電路和USB接口電路；USB采用HOST驅(qū)動(dòng)芯片。
2.由權(quán)利要求1所述的支持USB接口和應(yīng)用程序下載的稅控收款機(jī)，其特征是微處理器采用P89C52X2，配合微處理器的外部程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器采用大容量的串行FLASH。
3.由權(quán)利要求1所述的支持USB接口和應(yīng)用程序下載的稅控收款機(jī)，其特征是所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器采用鐵電存儲(chǔ)器或E2PROM，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器包括稅控?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器、發(fā)票數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或過程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
專利摘要支持USB接口和應(yīng)用程序下載的稅控收款機(jī)，包括微處理器、支持微處理器的程序存儲(chǔ)器、與微處理器接口連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、打印機(jī)芯及打印控制驅(qū)動(dòng)電路、掉電保護(hù)電路、顯示器及鍵盤控制電路、錢箱控制電路、稅控IC卡接口和大數(shù)據(jù)量傳遞的FLASH卡接口電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路構(gòu)成，設(shè)有CPLD芯片與微處理器I/O接口電路連接，CPLD芯片接口電路連接模擬開關(guān)芯片電路擴(kuò)展微處理器的I/O接口電路，再連接外部通信接口電路和USB接口電路；USB采用HOST驅(qū)動(dòng)芯片。本實(shí)用新型利用CPLD擴(kuò)展CPU的I/O能力，并通過端口復(fù)用，驅(qū)動(dòng)包括顯示、通信、智能卡、打印、掉電保護(hù)在內(nèi)的多個(gè)模塊。
文檔編號(hào)G06Q20/00GK2828952SQ20052007670
公開日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2005年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月26日
發(fā)明者應(yīng)學(xué)勤, 李曉軒, 朱學(xué)文 申請(qǐng)人:江蘇大唐電子產(chǎn)品有限公司