Pt電阻溫度傳感器批量測試系統的信號調理模塊的設

　1 引言

　　稅控系統即“POS電子稅收控制系統”, 是由POS機、金稅卡/IC卡、讀卡器、計算機及打印機等設備構成的電子信息網(wǎng)絡(luò )。POS稅款機的推廣是執行“金稅工程”的一個(gè)重點(diǎn)項目，推廣應用POS稅款機能夠讓稅務(wù)部門(mén)節約大量的人力財力，杜絕商家經(jīng)營(yíng)中的偷稅漏稅情形。由于目前市面上使用的POS機五花八門(mén)，全部更換是一個(gè)很大的經(jīng)濟負擔，因此，一個(gè)可行的方法是對現有的普通收款機進(jìn)行改造，安上稅控裝置。以MCU為核心的嵌入式稅控系統以其高效、可靠、低價(jià)的優(yōu)點(diǎn)，成為最佳的稅控系統解決方案之一。

　　2 稅務(wù)監控系統介紹

　　稅務(wù)監控系統通過(guò)截獲POS機的打印數據，從中提取出交易的日期、時(shí)間、金額等稅控信息，并在打印數據中插入加密的防偽信息，再送到打印機打印出票據。同時(shí)，系統能夠響應稅務(wù)管理中心的命令，向中心提供營(yíng)業(yè)額等稅務(wù)信息。其拓撲結構如圖1所示。

　　稅控POS機是在普通POS機的基礎上增加了具有數據保護功能的“黑匣子”。它的主要作用是自動(dòng)記錄用戶(hù)的經(jīng)營(yíng)結果，掌握用戶(hù)的真實(shí)營(yíng)業(yè)數據，才能有效堵塞稅收漏洞，從而保證征稅工作的合理性與合法性。

　　3 M68HC912D60芯片介紹

　　3.1 基本結構

　　M68HC912D60 單片機是Motorola公司的16位單片機，由控制單元和執行單元兩個(gè)主要部分組成?？刂茊卧瑫r(shí)序發(fā)生器、控制存儲器和隨機控制邏輯，為執行單元生成所有的控制;執行單元(EU)包含所有的寄存器、ALU和總線(xiàn)接口。

　　3.2 功能特點(diǎn)

　　M68HC912D60系列采用模塊化設計，各種不同型號單片機可由不同的模塊組成。M68HC912D60是其中的代表產(chǎn)品，它速度快、功能強、內部資源豐富。M68HC912D60具有如下特點(diǎn)：

　　16 bit CPU12 與M68HC11 指令組兼容

　　60K片內EEPROM

　　60K片內ROM

　　2kB片內RAM

　　8MHz內部總線(xiàn)頻率

　　20bit ALU

　　2個(gè)增強型串行口通訊口SCI

　　1個(gè)串行外圍接口SPI

　　4通道可編程的 PWM

　　2× 8channels, 10bit A/D 轉換器

　　112Pin TQFP /80pin QFP 封裝

　　3.3 M68HC912D60的結構與存儲器組織

　　M68HC08系列可以尋址64Kbytes的存儲空間。M68HC912D60的存儲器組織包括：

　　60K 片內FLASH EEPROM

　　60K片內ROM

　　1K 片內EEPROM

　　2kB片內RAM

　　4 基于Motorola M68HC912D60單片機的稅務(wù)控制系統設計

　　Motorola M68HC912系列單片機具有速度快、功能強、功耗低、價(jià)格低等特點(diǎn)，采用先進(jìn)的亞微米工藝，具有較高的性?xún)r(jià)比。以下討論一個(gè)基于M68HC912D60嵌入式稅務(wù)監控系統的實(shí)現。

　　4.1 系統描述

　　稅務(wù)監控系統是通過(guò)在普通POS機中加裝一個(gè)稅控黑匣子，從而準確地獲取經(jīng)營(yíng)者的營(yíng)業(yè)額，并能將數據傳送至稅務(wù)管理中心，提供稅收依據。

　　4.2 硬件系統設計

　　稅務(wù)監控系統的硬件設計主要包括MCU、外圍接口單元、控制單元、外擴數據存儲器SRAM、嵌入式MODEM單元、8250串行接口、8255并行接口及時(shí)鐘電路幾大模塊。系統結構框圖如圖2所示。外圍接口單元由RS-232接口、RS-485接口、指示電路接口和電話(huà)線(xiàn)接口構成;控制單元由復位電路、掉電保護電路和看門(mén)狗電路構成。

　　MCU模塊完成整個(gè)系統的控制和相應處理;外圍接口單元模塊主要完成本系統與PC機、遠程管理中心之間以及下層的各個(gè)PoS分機之間的通信接口;外擴存儲器RAM完成對各個(gè)PoS分機上傳輸數據的暫時(shí)保存，等接收到規定數量的數據后，統一由MODEM傳到稅控管理中心。

　　控制單元模塊主要完成用戶(hù)對整個(gè)系統的控制，即對數據提供可靠的掉電保護，防止掉電后丟失數據，對系統提供徹底、統一的復位，以防系統死機，實(shí)現對程序的監視功能，解決了程序“跑飛”失控及死循環(huán)問(wèn)題;8250串行接口模塊完成 MCU與嵌入式MODEM芯片的接口。

　　嵌入式MODEM單元模塊完成數據的調制解調，并通過(guò)電話(huà)線(xiàn)接口與遠程的標準MODEM進(jìn)行通信;8255接口模塊完成數據線(xiàn)的擴充，提供足夠的數據線(xiàn)來(lái)驅動(dòng)系統的指示電路;時(shí)鐘電路模塊主要是為系統提供一個(gè)準確、穩定和可靠的時(shí)鐘，以便定時(shí)和為監視器(Watchdog)電路提供方波輸入等。其中，8255接口模塊、8250接口模塊及外擴存儲器RAM之間，是通過(guò)M68HC912D60的C口的高三位經(jīng)過(guò)譯碼后的片選信號控制各模塊的片選來(lái)進(jìn)行切換的。

　　4.3 系統軟件設計

　　軟件部分包括PoS稅控盒部分和稅務(wù)部門(mén)的主機上運行的服務(wù)器部分。前者是以MCU為核心的嵌入式系統，全部以匯編語(yǔ)言編寫(xiě);后者運行于 Windows平臺，采用VB語(yǔ)言。圖3給出了主程序的工作流程。

　　系統中的通信協(xié)議包括稅控分機與POSMaster 之間的通信協(xié)議、PoSMaster與稅務(wù)部門(mén)主機間的通信協(xié)議、稅控分機與PC機直接通信的協(xié)議(用于PoSMaster的通信線(xiàn)路故障時(shí))。本系統參考電信部門(mén)IC卡公用付費電話(huà)系統的通信協(xié)議和相關(guān)的國家標準，制定了自己的通信協(xié)議?？紤]到設計的方便性，在上述的三種通信中采用基本相同的鏈路層和應用層協(xié)議。下面是對所用協(xié)議的簡(jiǎn)單描述。

　　4.3.1 幀結構

　　鏈路層有兩種幀結構：命令幀和數據幀。

　　(a)命令幀

　　用于傳輸建鏈請求、應答、請求數據等命令以進(jìn)行鏈路控制，命令幀結構如下：

　　命令幀符號定義：

　　SOH 標題開(kāi)始

　　TYPE 指示幀的類(lèi)型

　　Length 指示幀長(cháng)度

　　Command 傳輸的命令，例如：

　　命令字符：

　　AUDIT 請求數據

　　ACK 肯定應答

　　NAK 否定應答

　　EOT 傳輸結束

　　(b)數據幀

　　用于傳輸實(shí)際的數據即稅控信息數據，數據幀結構如下：

　　數據幀符號定義： SOH 標題開(kāi)始

　　TYPE 指示幀的類(lèi)型

　　Length 指示幀長(cháng)度

　　DATA 傳輸的正文(數據)

　　ETB 指示一幀數據結束

　　ETX 指示所有數據結束

　　BCC 校驗碼

　　4.3.2 通信的流程

　　在物理層建立連接后，先發(fā)送一長(cháng)串同步碼，然后再發(fā)送第一幀數據，數據上傳的一方發(fā)送肯定應答后開(kāi)始數據傳輸過(guò)程。數據收集方每接收到一幀數據，根據校驗的結果發(fā)肯定或否定應答。

　　4.3.3 差錯控制

　　本協(xié)議采用BCC規則的偶校驗。接收端收到一幀數據后，若BCC校驗有錯，則發(fā)送NAK要求對方重發(fā)上一幀數據。對同一幀信息文電如果重發(fā)次數超出閾值，則本次通信失敗，雙方退出通信過(guò)程。

　　4.3.4 超時(shí)控制

　　通信雙方在收到對方的命令或數據后必須在6s以?xún)然貞?若某一方在6s內沒(méi)有收到對方的回應則重發(fā)上一次的命令或數據。允許的最大重發(fā)次數為3次。