using μpsd 32xx microcontroller to develop tax controller

     上海p&s電子有限公司 游龍 摘 要：介紹了μpsd32xx單片機(jī)的主要特性和開發(fā)環(huán)境，結(jié)合稅控器的設(shè)計開發(fā)，介紹其軟硬件的實現(xiàn)方案。

     關(guān)鍵詞：μpsd3234；稅控器；模塊化設(shè)計；api函數(shù)

     引言

     稅控設(shè)備是國家稅務(wù)部門實施稅收管理信息化的必然手段之一，稅控器作為稅控設(shè)備之一，它是在計算機(jī)等電子設(shè)備的配合下實現(xiàn)稅控功能的電子裝置，保證經(jīng)營數(shù)據(jù)的正確生成、可靠存儲和安全傳輸，能滿足稅務(wù)機(jī)關(guān)的管理和數(shù)據(jù)核查等要求。稅控器是集軟硬件于一體的嵌入式系統(tǒng)，為了提高開發(fā)效率和通用性，采用模塊化設(shè)計，劃分層次結(jié)構(gòu)，盡可能實現(xiàn)硬件的靈活性和軟件的可移植性要求。

     μpsd32xx單片機(jī)特點

     μpsd32xx系列單片機(jī)是意法半導(dǎo)體(st)公司推出得一款新型單片機(jī)，它采用增強(qiáng)型mcs-51內(nèi)核，是mcu+psd的soc單片機(jī)，具有2片flash存儲器、可選擇備電保護(hù)的大容量sram、地址譯碼dpld和組合邏輯cpld兩種可編程邏輯電路、6組通用i/o提供多達(dá)37或46個i/o引腳、4或5路脈寬調(diào)制單元pwm、4路8位adc、主從方式的i2c、獨立的顯示數(shù)據(jù)通道ddc、usb 1.1接口、2路串行通道uart、內(nèi)部看門狗定時器、在系統(tǒng)編程的jtag口、可編程的加密安全技術(shù)、零功耗技術(shù)等豐富的功能和外設(shè)。

     軟件可在keil公司的keil 51集成開發(fā)環(huán)境μvision2中進(jìn)行設(shè)計、編譯和仿真，運用st公司的psdsoft express軟件進(jìn)行編程下載和內(nèi)部配置。該軟件可以對μpsd32xx系列單片機(jī)的片內(nèi)flash、sram和pld進(jìn)行配置，將編譯生成的程序代碼文件(.hex)和配置文件融合生成.obj文件，下載到單片機(jī)中。下載時還需使用flashlink編程電纜連接pc的標(biāo)準(zhǔn)并口和單片機(jī)的jtag口。稅控器應(yīng)用方案設(shè)計

     稅控器平臺應(yīng)具備一些基本功能：具有實時時鐘和記錄稅控數(shù)據(jù)的大容量存儲器，符合iso 7816標(biāo)準(zhǔn)的ic卡讀寫器，支持稅控卡、用戶卡和稅務(wù)管理卡，通過usb或串口與主機(jī)通信，具有在掉電后可保存存儲器數(shù)據(jù)和時鐘運行的備份電池。稅控器作為外掛設(shè)備，其連接關(guān)系如圖1所示，內(nèi)部的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖2。 主控模塊mcu采用st公司的 μpsd3234a單片機(jī)，它內(nèi)部具有256kb的主flash，32kb的次flash和32kb sram，工作電壓為5v，晶振選用24mhz。其中sram由片外的備用電池保護(hù)數(shù)據(jù)，可存放一些長期保存的數(shù)據(jù)，維持電流1μa。通過usb或uart與主機(jī)相連，通過i2c與rtc相連，通過通用i/o與icc及mem相連。

     時鐘模塊rtc采用st公司的m41t0m6，提供實時時鐘/日歷功能，在系統(tǒng)掉電以后由片外的備用電池供電。

     存儲器采用st公司的串行flash m25p16，容量為2mb，主要用來存儲發(fā)票數(shù)據(jù)和稅控數(shù)據(jù)。spi總線接口的最大傳輸速率50mhz，工作電壓為3.3v。

     ic卡模塊icc采用安森美公司的ncn6004a，雙路卡接口，符合iso 7816-3和emv標(biāo)準(zhǔn)，mcu通過i/o線與其通信。為了節(jié)省i/o資源，可選擇復(fù)用連線方式，兩個卡共享一路通道，由選卡信號區(qū)分，分別實現(xiàn)稅控卡和用戶卡的訪問功能。

     usb通信采用安森美公司的stf202作為終端匹配、濾波和esd保護(hù)，通信速率1.5mbps。由于mcu內(nèi)部具有sie、fifo和收發(fā)器，sie可以將傳輸信號變成字節(jié)存入寄存器，所以通過事先對sie的配置，然后訪問已定義的地址和端口，來實現(xiàn)通信的控制、中斷、收發(fā)等操作。

     uart的電平轉(zhuǎn)換芯片采用intersil公司的hin202，mcu內(nèi)部具有2路uart，均可選作rs232通信。

     外部供電電源分為兩路，一路可用ac/dc適配器直接提供+5v；另一路由主機(jī)通過usb接口線輸入(5v/500ma)。用戶可任選一路，直接提供給5v的器件工作。

     為了實現(xiàn)電保護(hù)，采用安森美公司的升壓芯片ncp1402sn50t1，當(dāng)正常工作時，為大電容充電，一旦斷電，大電容仍可維持該芯片工作一段時間，此時可完成一些重要的任務(wù)，避免意外斷電產(chǎn)生錯誤。大電容采用了2個串聯(lián)3.3f/2.5v的卷繞型電容，當(dāng)充滿時可維持供電30s以上。

     采用安森美公司的ncp500sn33t1作為5v至3.3v電壓轉(zhuǎn)換器，輸出電流150ma，提供給3.3v器件工作。備用電池采用的是2節(jié)3v/210mah鋰電池，至少可用10年以上。

     監(jiān)控模塊采用安森美公司的max708，實現(xiàn)上電復(fù)位和手動復(fù)位的功能。max708還具有