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1、PSD 32XX单片机在税控器开发中的应用作者：上海P&S电子有限公司 游龙 日期：-4-1 来源：本网Using PSD 32XX Microcontroller to Develop Tax Controller 摘 要：简介了PSD32XX单片机的重要特性和开发环境，结合税控器的设计开发，简介其软硬件的实现方案。核心词：PSD3234；税控器；模块化设计；API函数 引言-税控设备是国家税务部门实行税收管理信息化的必然手段之一，税控器作为税控设备之一，它是在计算机等电子设备的配合下实现税控功能的电子装置，保证经营数据的对的生成、可靠存储和安全传播，能满足税务机关的管理和数据核查等规定。税
2、控器是集软硬件于一体的嵌入式系统，为了提高开发效率和通用性，采用模块化设计，划分层次构造，尽量实现硬件的灵活性和软件的可移植性规定。 PSD32XX单片机特点-PSD32XX系列单片机是意法半导体(ST)公司推出得一款新型单片机，它采用增强型MCS-51内核，是MCU+PSD的SoC单片机，具有2片Flash存储器、可选择备电保护的大容量SRAM、地址译码DPLD和组合逻辑CPLD两种可编程逻辑电路、6组通用I/O提供多达37或46个I/O引脚、4或5路脉宽调制单元PWM、4路8位ADC、主从方式的I2C、独立的显示数据通道DDC、USB 1.1接口、2路串行通道UART、内部看门狗定期器、在
3、系统编程的JTAG口、可编程的加密安全技术、零功耗技术等丰富的功能和外设。-软件可在KEIL公司的KEIL 51集成开发环境Vision2中进行设计、编译和仿真，运用ST公司的PSDsoft Express软件进行编程下载和内部配备。该软件可以对PSD32XX系列单片机的片内FLASH、SRAM和PLD进行配备，将编译生成的程序代码文献(.HEX)和配备文献融合生成.OBJ文献，下载到单片机中。下载时还需使用FlashLINK编程电缆连接PC的原则并口和单片机的JTAG口。税控器应用方案设计 -税控器平台应具有某些基本功能：具有实时时钟和记录税控数据的大容量存储器，符合ISO 7816原则的I
4、C卡读写器，支持税控卡、顾客卡和税务管理卡，通过USB或串口与主机通信，具有在掉电后可保存存储器数据和时钟运营的备份电池。税控器作为外挂设备，其连接关系如图1所示，内部的硬件系统构造见图2。 主控模块MCU采用ST公司的 PSD3234A单片机，它内部具有256KB的主FLASH，32KB的次FLASH和32KB SRAM，工作电压为5V，晶振选用24MHz。其中SRAM由片外的备用电池保护数据，可寄存某些长期保存的数据，维持电流1A。通过USB或UART与主机相连，通过I2C与RTC相连，通过通用I/O与ICC及MEM相连。-时钟模块RTC采用ST公司的M41T0M6，提供实时时钟/日历功能
5、，在系统掉电后来由片外的备用电池供电。-存储器采用ST公司的串行FLASH M25P16，容量为2MB，重要用来存储发票数据和税控数据。SPI总线接口的最大传播速率50MHz，工作电压为3.3V。-IC卡模块ICC采用安森美公司的NCN6004A，双路卡接口，符合ISO 7816-3和EMV原则，MCU通过I/O线与其通信。为了节省I/O资源，可选择复用连线方式，两个卡共享一路通道，由选卡信号辨别，分别实现税控卡和顾客卡的访问功能。-USB通信采用安森美公司的STF202作为终端匹配、滤波和ESD保护，通信速率1.5Mbps。由于MCU内部具有SIE、FIFO和收发器，SIE可以将传播信号变成
6、字节存入寄存器，因此通过事先对SIE的配备，然后访问已定义的地址和端口，来实现通信的控制、中断、收发等操作。-UART的电平转换芯片采用Intersil公司的HIN202，MCU内部具有2路UART，均可选作RS232通信。-外部供电电源分为两路，一路可用AC/DC适配器直接提供+5V；另一路由主机通过USB接口线输入(5V/500mA)。顾客可任选一路，直接提供应5V的器件工作。-为了实现电保护，采用安森美公司的升压芯片NCP1402SN50T1，当正常工作时，为大电容充电，一旦断电，大电容仍可维持该芯片工作一段时间，此时可完毕某些重要的任务，避免意外断电产生错误。大电容采用了2个串联3.3
7、F/2.5V的卷绕型电容，当布满时可维持供电30s以上。-采用安森美公司的NCP500SN33T1作为5V至3.3V电压转换器，输出电流150mA，提供应3.3V器件工作。备用电池采用的是2节3V/210mAh锂电池，至少可用以上。-监控模块采用安森美公司的MAX708，实现上电复位和手动复位的功能。MAX708还具有电压监控功能，在PFI端选用合适的分压电阻，当主电源掉电时，就可产生掉电中断信号。-状态批示采用发光二级管，分别用于批示电源接通，卡插入批示、JATG程序下载等状态。在MCU的I/O上还可连接自定义的状态批示，如出错、运营、自检测等状态。软件设计方案税控器软件总体上应涉及两大部分
8、：主机端软件和设备端软件。主机端与设备端之间进行的数据通信采用“命令应答”方式，由主机端发送命令，设备端应答。-主机端软件可分为四层：应用层、税控函数层、通信管理层和设备驱动层；设备端软件也可分为四层：主控层、税控函数层、设备管理层、硬件驱动层。这里重要简介设备端软件。-主控函数负责系统和设备的初始化，与主机间的通信监控、合同管理、税控命令包的解释和任务的调度等事务。-税控函数是按照国标对税控器的规定设计，负责机器初始化和注册、分发发票、开发票、退票、废票、上传发票，日交易和卷汇总数据、申报、核查等税控应用事务。-设备管理层是针对复杂的设备所设计的管理程序，重要涉及IC卡管理、存储器管理、US
9、B通信管理。-IC卡管理程序是按照GB 18240.2-税控IC卡规范的规定，设计对卡的操作命令程序，命令分为基本命令和扩展命令。基本命令有文献操作、读写记录、产生随机数、内外部认证、取响应、应用锁定等功能；税控卡专用命令有卡注册、开票、日交易签名等功能；顾客卡专用命令有注册签名、分发发票、报税数据汇总等功能。-存储器管理程序是对Flash存储空间进行地址分派管理，以及按循环记录的方式设计，完毕对发票明细、日交易和卷汇总记录的格式化、读写、查找等事务，同步还管理存储在SRAM的地址分派表，记录指针等数据。-USB通信管理程序是按照低速USB1.1的规范，人机接口设备(HID)类别的规定设计，完
10、毕总线枚举和数据通信的事务。重要采用了Endpoint 0(IN/OUT)控制传播方式，使用输入输出报表格式来与主机互换数据。-硬件驱动层重要是各个硬件设备的实现底层操作的驱动程序，涉及时钟、IC卡、FLASH、UART和USB等API库函数。时钟函数实现设立、读、写时钟和日历等功能；IC卡函数实现IC卡的插卡检测、卡上下电、卡复位和卡命令等功能；FLASH函数实现外部FLASH存储器的擦除、读、写数据等功能；UART和USB函数实现设立，接受和发送数据等功能。总结-按照模块化思想，硬件采用的是模块+底板架构，主解决及核心硬件都集中于模块上，电源与接插件等放置在底板上。软件底层对上层都采用API函数的形式。通过涉及器件、软硬件开发平台、解决方案和全功能模块等形式在内的产品和服务，构建多种开发与合伙的模式，有助于增进整机厂商的大规模生产，减少成本和节省时间。参照文献1 GB 18240- 税控收款机.62 金之诚,李德领,马潮. PSD32XX高速SOC51单片机原理及应用.清华大学出版社.
单片机在税控器开发中的应用
