2024年6月2日发(作者：星咏德)
工程技术
武汉船舶职业技术学院学报２０１０年第１期
基于ＥＰ７３１ ２
的税控收款机系统的设计
卢 贶
（武汉软件工程职业学院，湖北武汉４３０２０５）
摘要本文介绍了一种税控收款机微控制器系统，此系统融合智能卡应用技术，使税务部门监管人员和操作员能及时
掌控所有时段的交易和税务信息。详细描述了此系统的硬件设计原理，对中央处理器、串口扩展、智能卡控制等模块进
行了说明；同时描述了软件设计原理，对税控、通讯等软件部分进行了详述。整个系统设计简洁，可靠性高，实时性和扩
展性强，具有很强的竞争优势。
关键词 税控收款机；智能卡；ＡＲＭ控制器
中图分类号ＴＭ５７１．６ 文献标志码Ａ文章编号 ｌ６７１—８ｌ００（２Ｏ】０）０１—００３８—０５
税控收款机、１Ｃ卡及手持ＰＯＳ；后一种方式在企
ｌ税控收款机设计原理
业端不通过Ｉｃ卡收集数据，通过电话线等网络方
税控收款机（简称税控机）指在交易过程中，
式联网，将税务数据上报。
具有记录、计算、打印、显示、分类、断电保护等功
２硬件设计
能，同时具有税控功能，能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
２．１硬件总体设计
和数据核查等要求的电子设备。
税控收款机在硬件设计上考虑了税控、金融
税控收款机根据嵌入式系统设计的基本方
等对资源的要求，将涉及到的各种要求罗列成硬
法，满足安全性、方便性和经济性，采用税控ＩＣ卡
件总体设计方案，说明如下：
为核心的安全机制。充分考虑了可靠性、维修性、
金融税控收款机选用ＣＩＲＲＵＳ ＬＯＧＩＣ公司
安全性和电磁兼容性设计。通过税控卡正确生成
的ＥＰ７３１２作为控制芯片，采用３２位数据总线方
税控数据，税控数据分别可靠地存储在税控卡和
式 ～ 。
税控存储器中；采用用户卡或其他方式将税控数
税控收款机需要记录５０００到１００００条发票
据安全传递到税务机关的税控收款机管理系统
明细，同时还要记录５年中每天的交易汇总，作为
中。税控收款机和税控ＩＣ卡分别遵循统一的技
金融终端时需要记录至少３００条记录，考虑到这
术规范，实现税控收款机及税控ＩＣ卡的设计、生
些交易记录数据量与税控机对发票的存储容量要
成、测试和验收的分别实施。税控收款机管理系
求相近，这些交易数据能存储到５０００条以上。因
统将纳税人相关信息写入税控卡中，并通过税控
此，设计时ＣＰＵ可支持最大３２Ｍ字节外部扩展
卡对税控收款机进行初始化处理，即建立税控卡
ＦＬＡＳＨ芯片地址空间。
和税控收款机的唯一对应关系，税控收款机能防
终端上有四个卡座，具体是１个用户卡、１个
范应用在各行各业，各种领域，并对税务数据进行
工作卡、２个ＳＡＭ卡，能够完成对卡的各种操作；
实时高效监控口］。
对卡上电和去电，判断卡的种类等功能。通过约
１．１ 系统工作方式
定的卡操作流程，完成对卡的认证、读写等操作。
一
般有两种：ＩＣ卡报税方式和远程联网报税
分配一个串口给卡座电路，其中用户卡部分和
及税务稽查系统。前一种方式较简单，主要使用
ＣＰＵ的ＧＩＰＯ引脚连接，能对异步卡和同步卡进
收稿日期：２００９—０６—１２
作者简介：卢贶，男，高级工程师，硕士，研究方向：电子技术及单片机系统设计。
３８
基于ＥＰ７３１２的税控收款机系统的设计 卢 贶
行操作。其他的３个卡座电路也共用该串口，每
个卡座电路的电源、时钟、复位信号分离，保证这
些卡能分时工作。卡电路上还有３．３ Ｖ和５ Ｖ供
电电源选择电路 ］。
采用ＭＦ ＲＣ５３１射频模块处理方案，对符合
ＩＳ（）１４４４３ Ｔｙｐｅ Ａ的射频卡进行操作。由于射
频卡模块最大电流有２００多毫安，因此通常射频
卡模块不工作，其指示灯不亮。当操作人员将该
功能选定后，就能使用射频卡模块，相应的指示灯
点亮。射频卡模块与ＣＰＵ是并口连接。
由于终端上的许多设备使用的是串口连接，
使用ＴＩ公司的１６Ｃ５５４扩展串口，一共扩展出４
个串口。分配给打印机、扩展功能串口、密码键盘
等。在主板上预留２个串口作为通用通讯模块的
接口和卡读写数据口。
时钟芯片有单独的钮扣电池，在没有外电和
电池不足的情况下能维持时钟。时钟芯片钮扣电
池一般不用更换，用电池扣固定。时钟芯片与主
机为Ｉ２Ｃ接口。时钟芯片内部存放的是税控机的
时间，终端在上电后将该时间读出，ＣＰＵ内部的
ＲＴＣ进行计时。当作为金融终端使用时，在签到
后，将金融时间和内部时间比较，得到一个时间偏
移量，这样就能解决金融和税控对时间的不同要
求。
终端上还配备了ＰＳ／２接口，能外扩标准键
盘，并能连接带ＰＳ／２接口的条码阅读器。主板
上键盘接口支持５×５扫描键盘。
显示模块使用３２０Ｘ２４０单色ｌ６级灰度显示
模块，水平放置。该显示模块具有较强的背光，背
光可以控制开启和关闭。使用外部电源时，背光
不关闭，背光使用冷光管。背光的亮度可以分５
级调整 ６１ Ｊ。
主控硬件电路原理框图如图１。由图１可以
看出系统由ＣＰＵ、Ｆｌａｓｈ ｍｅｍｏｒｙ、ＳＤＲＡＭ、卡控
制电路、键盘接口电路、显示电路、ＣＳ８９ｏｏ网卡电
路、蜂呜器电路、磁卡电路、ＲＣ５３１射频卡电路、
ＣＦ卡电路、ＴＩ ｌ６Ｃ５５４串口扩展电路、时钟电路、
触摸屏控制电路等组成。ＣＰＵ通过总线对Ｆｌａｓｈ
ｍｅｍｏｒｙ、ＳＤＲＡＭ、ＣＳ８９００进行控制，通过扩展
地址和数据总线对ＴＩ １６Ｃ５５４、ＲＣ５３１、ＣＦ卡电
路和磁卡电路进行控制 ｊ。
图ｌ 主控硬件电路原理框图
２．２ 电路设计
２．２．１ 主控处理器介绍
ＥＰ７３１２中央处理器核心逻辑功能以
ＡＲＭ７２０Ｔ处理器为基础，ＡＲＭ７２０Ｔ处理器带
８Ｋ字节ＣＡＣＨＥ和写缓冲器，并集成了内存管
理单元（ＭＭＵ）。ＥＰ７３１２处理器具有数字音频
解码功能，内置一个４８Ｋ字节的片上ＳＲＡＭ，并
有一个ＬＣＤ控制器件。
２．２．２触摸屏接口电路
主板上的触摸屏接口芯片采用ＡＤＳ７８４６，该
芯片支持工业标准的四线电阻式触摸屏。其功耗
低，通信速率快。
ＣＰＵ通过ＡＤＣＣＩ Ｋ时钟信号、ｎＡＤＣＣＳ片
选信号、ＡＤＣＯＵＴ、ＡＤＣＩＮ数据信号及ｎＰＩＲＱ
中断信号与ＡＤＳ７８４６连接，同时采集ｎＰＩＲＱ信
号的状态来判断触摸屏中断的状态，更准确、有效
的完成触摸屏数据的采集。主板通过ＥＰ７３１２芯
片ＡＤＣ接口和该芯片相连，连接图如图２所示。
２．２．３ ＴＬ１６Ｃ５５４接口电路
ＴＬ１６Ｃ５５４是ＴＩ公司生产的串口扩展芯片，
相当于增强型的由４个ＴＬ１６Ｃ５５０异步通信单元
（ＡｃＥ）组成。每个异步通信单元（ＡＣＥ）都有自
己的可编程波特率发生器。它能够完成外设端的
串口数据向并口数据的转换和ＣＰＵ向外设传送
的并口数据向串口数据的转换。ＴＬ１６Ｃ５５４内部
有１ ６字节的ＦＩＦＯ，可以对串口接收和发送的数
３９
武汉船舶职业技术学院学报２０１０年第１期
图２ ＡＤ￥７８４６接口图
据做缓冲。在ＦＩＦＯ模式，可以通过对ＲＴＳ和
含具体的硬件平台的各种设备驱动程序。
ＣＴＳ两信号线的控制来实现串口数据的自动流 采用上述架构设计的系统软件，层次清晰，不
控制。这样可以显著减少软件代码量和提高系统
相邻的上下层没有依赖关系，各模块之间的耦合
的工作效率。
度低，具有良好的可移植性和可扩充性ｌ＿ｇ ，系
主板通过扩展总线同ＴＬ１６Ｃ５５４芯片相连， 统工作状态转化见图５。
电路原理见图３，读写信号的接口见图４。
终端可以划分为如下７个状态：
１）初始化ＩＮＩＴ状态
３软件设计
２）ＩＤＬＥ状态
３．１软件总体设计
３）工作ＳＥＲＶＩＣＥ状态
４）演示交易状态
税控收款机软件采用分层次结构化、模块化设
５）管理状态（主管操作员）
计，依次分为业务处理层、接口层、设备驱动层。其
６）维护ＭＮＴＮ状态（系统管理员）
中业务处理层完成税控收款机具体的业务处理；接
７）退出ＥＸＩＴ状态
口层作为业务处理层与设备驱动层的桥梁，提供与
具体硬件平台无关的应用程序接口；设备驱动层包
＼ＸＤ０ ７ Ｄ０ ＲｘＡ １７ ＲＸ ＰＲＩＮＴＩ
＼ＸＤ１ ８ Ｄ１ ＴｘＡ ２９ ＴＸ ＰＲＩＮ１ｌ
、。ＸＤ２ ９ Ｄ２
＼ＸＤ３ ｌｉ Ｄ３‘ ｆ弧 ２６ ＲＴＳ ＰＲ［ １ Ｖｃｃ
＼ＸＤ４ １２ Ｄ４ 石Ⅱ疆 型
＼ＸＤ５ １３ Ｄ５ 弧 ３ ＣＴＳ ＰＲＩＮＴｔ ｌ
— ＼ｌ 卜＼ｘ、
＼
Ｘ
ＸＤＢ
ＡＤ７０１２
１４
４１５ ７６
Ｄ６
Ｄ＾Ａ７０２１
１
‘而丽ＩＲ
ｇ鼢
ＮＸ酪１Ｂ＿Ａ 季２４Ｉｌ９垦７ ＩＮＰＴＲＩＮＴ２中『ｌＩ １ｌ，
／１０Ｒ ７０ ＴＸＢ
／ＲＯＷ ３１ ＩＯＲ ３５ ＲＴＳ ＰＲＩＮＴ２
ＩＯⅣ ＲＴＳＢ ３了
／ＣＳ１
／ＣＳ１Ａ ２８ ＤＴＲＢ —盯
／ＣＳｌ
Ｂ ３３
Ｃ ６８ ＣＳＢ
丽
册
ＣＴＳ ＰＲＩＮＴ２
３９
蕊 ４２
／ＣＳｌＤ ７３ ＣＳＤ 而
３４ ＴＮＴＢｌ
图３ ４ ＴＩ １６Ｃ５５４接口图
４０
于ＥＰ７３１２的税控收款机系统的设计 卢 贶
数文件更新、数据文件上传、程序升级的功能。并
将操作结果报告给浏览器。通讯模块应该保证在
文件传输过程中的数据完整性；如果不能在规定
时问内不能完成传输过程，应当能够及时退出。
本模块是一个单独的任务，长期驻留内存，通过消
息管道接收浏览器的请求消息，根据消息类型进
行相应的动作（上传／下载），如果没有请求消息，
该模块被挂起。该模块是不可重入的，也就是说
只有一次操作完成以后，才能进行下一次操作，
当操作完成后，会将结果返回给浏览器。
３．２．２模块处理流程与状态说明
１）通讯主控子模块负责与其他模块通讯，其功
能包括：接收外部的消息，调用ＦＴＰ函数进行文件
图４ ５ ＴＩ １６Ｃ５５４接口电路
传输，报告文件传输结果，强制退出通讯过程。
图５
状态转化图
３．２通讯模块软件设计
３．２．１模块功能
２）ＦＴＰ子模块实现ＦＴＰ协议的主要功能，
实现传输命令，控制文件传输的过程。
３）文件处理子模块对下载后的文件进行处
通讯模块要求能正常传送、接收文件，实现参
理。或简单存盘，或交给其他模块处理，通讯子模
４１
武汉船舶职业技术学院学报 ２０１０年第１期
块分层见图６。
设计简洁，可靠性高 “］，能与各种外设连接，具有
很强的竞争优势。
参 考 文 献
１夏建营．井喷在即的中国税控收款机市场ＣＪ３．金卡工程，２００５
（２）
２ Ｄａｖｉｄ Ｓｅａ１．ＡＲＭ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｍａｎｕａ１．Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｄｉ—
ｔｉｏｎ［Ｍ］．Ｐｅａｒｓｏｎ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ Ｌｉｍｉｔｅｄ（Ａｄｄｓｉｏｎ—Ｗｅｓｌｅｙ），
２００１
图６通讯子模块分层图
３李 岩．基于Ｓ３Ｃ４４ＢＯＸ嵌入式ｕＣｌｉｎｕｘ系统原理及应用
ＥＭ］．北京：清华大学出版社，２００５．
３．３掉电保护功能
４王爱英。智能卡技术（第二版）ＥＭ；．北京：清华大学出版社，
２０００．
当机器交流电源出现故障时，此时会收到掉
电消息，如果税控模块发现处于空闲状态，立即向
监控模块发送退出消息；如果正在处理数据，在处
５王卓人．王锋．智能卡大全～智能卡的结构・功能・应用
［Ｍ３．北京：电子工业出版社，２００２．
６李维提．液晶显示应用技术［Ｍ］．北京：电子工业出版社，
２０００．
理完一个完整的最小过程后发送退出消息，从而
保证数据的完整性。
７ 曹丙霞．Ｐｒｏｔｅ１９９ＳＥ原理图与ＰＣＩ３设计［Ｍ］．北京：电子工业
出版社，２００７．
４ 结 语
本系统充分利用ＥＰ７３１２芯片的硬件资源，
通过软件实现了符合ＩＳＯ７８１６和ＩＳ０１４４４３标准
８张国云．基于ＵＳＢ接口的Ｉｃ卡读写器设计［Ｊ］．电子技术，
２００２（１）
９谭浩强．Ｃ程序设计（第三版）［Ｍ］．北京：清华大学出版社，
２００５．
１Ｏ李宏．使用ＡＲＭ标准Ｃ库进行嵌入式应用程序开发［Ｊ］．
的智能Ｉｃ卡和射频卡接口，系统设计符合税控收
款机国家标准ＧＢ／Ｔ １８２４０．１～２００３。整个系统
单片机与嵌入式系统，２００５（１１）
１１杨克俊．电磁兼容原理与设计技术［Ｍ］．北京：人民邮电出版
社，２００４．
Ｔｈｅ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｆｉｓｃａｌ Ｃａｓｈ Ｒｅｇｉｓｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＡＲＭ－ＥＰ７ ３ １ ２
ＬＵ Ｋｕａｎｇ
（Ｗｕｈａｎ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ ４３０２０５， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ Ｆｉｓｃａｌ ｃａｓｈ ｒｅｇｉｓｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ３２——
ｂｉｔ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈ ｈｅｌｐｓ ｔａｘ ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｓ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｏｒｓ ａ ｌｏｔ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ
ｔｉｍｅ ｐｅｒｉｏｄｓ ｏｆ ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｔａｘ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｉｔ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｈａｒｄｗａｒｅ ｄｅ—
ｓｉｇｎ，ｄｅｆｉｎｅｓ ｔｈｅ ｍｏｄｕｌｅｓ ｄｅｓｉｇｎ ｉｎ ｄｅｔａｉｌｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ＣＰＵ，ＵＡＲＴ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ，ＩＣ ｃａｒｄ ｅｔｃ．
Ａｌｓｏ ｉｔ ｇｉｖｅｓ ａ ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｍｏｄｕｌｅｓ ｃｏｎｓｉｓ—
ｔｉｎｇ ｍａｉｎｌｙ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｓｃａｌ ｃａｓｈ，ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｅｔｃ．Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｏｆ ｃｏｎｃｉｓｅ ｄｅｓｉｇｎ，ｈｉｇｈ ｒｅ—
ｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ｓｔｒｏｎｇ ｔｉｍｅｌｉｎｅｓｓ ａｎｄ ｅｘｐａｎｓｉｂｉｌｉｔｙ，ｗｈｉｃｈ ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ｈａｓ ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅ ｅｄｇｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｆｉｓｃａｌ ｃａｓｈ ｒｅｇｉｓｔｅｒ；ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ ｃａｒｄ；ＡＲＭ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ
’
（责任编辑：谭银元）
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2024年6月2日发(作者：星咏德)
工程技术
武汉船舶职业技术学院学报２０１０年第１期
基于ＥＰ７３１ ２
的税控收款机系统的设计
卢 贶
（武汉软件工程职业学院，湖北武汉４３０２０５）
摘要本文介绍了一种税控收款机微控制器系统，此系统融合智能卡应用技术，使税务部门监管人员和操作员能及时
掌控所有时段的交易和税务信息。详细描述了此系统的硬件设计原理，对中央处理器、串口扩展、智能卡控制等模块进
行了说明；同时描述了软件设计原理，对税控、通讯等软件部分进行了详述。整个系统设计简洁，可靠性高，实时性和扩
展性强，具有很强的竞争优势。
关键词 税控收款机；智能卡；ＡＲＭ控制器
中图分类号ＴＭ５７１．６ 文献标志码Ａ文章编号 ｌ６７１—８ｌ００（２Ｏ】０）０１—００３８—０５
税控收款机、１Ｃ卡及手持ＰＯＳ；后一种方式在企
ｌ税控收款机设计原理
业端不通过Ｉｃ卡收集数据，通过电话线等网络方
税控收款机（简称税控机）指在交易过程中，
式联网，将税务数据上报。
具有记录、计算、打印、显示、分类、断电保护等功
２硬件设计
能，同时具有税控功能，能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
２．１硬件总体设计
和数据核查等要求的电子设备。
税控收款机在硬件设计上考虑了税控、金融
税控收款机根据嵌入式系统设计的基本方
等对资源的要求，将涉及到的各种要求罗列成硬
法，满足安全性、方便性和经济性，采用税控ＩＣ卡
件总体设计方案，说明如下：
为核心的安全机制。充分考虑了可靠性、维修性、
金融税控收款机选用ＣＩＲＲＵＳ ＬＯＧＩＣ公司
安全性和电磁兼容性设计。通过税控卡正确生成
的ＥＰ７３１２作为控制芯片，采用３２位数据总线方
税控数据，税控数据分别可靠地存储在税控卡和
式 ～ 。
税控存储器中；采用用户卡或其他方式将税控数
税控收款机需要记录５０００到１００００条发票
据安全传递到税务机关的税控收款机管理系统
明细，同时还要记录５年中每天的交易汇总，作为
中。税控收款机和税控ＩＣ卡分别遵循统一的技
金融终端时需要记录至少３００条记录，考虑到这
术规范，实现税控收款机及税控ＩＣ卡的设计、生
些交易记录数据量与税控机对发票的存储容量要
成、测试和验收的分别实施。税控收款机管理系
求相近，这些交易数据能存储到５０００条以上。因
统将纳税人相关信息写入税控卡中，并通过税控
此，设计时ＣＰＵ可支持最大３２Ｍ字节外部扩展
卡对税控收款机进行初始化处理，即建立税控卡
ＦＬＡＳＨ芯片地址空间。
和税控收款机的唯一对应关系，税控收款机能防
终端上有四个卡座，具体是１个用户卡、１个
范应用在各行各业，各种领域，并对税务数据进行
工作卡、２个ＳＡＭ卡，能够完成对卡的各种操作；
实时高效监控口］。
对卡上电和去电，判断卡的种类等功能。通过约
１．１ 系统工作方式
定的卡操作流程，完成对卡的认证、读写等操作。
一
般有两种：ＩＣ卡报税方式和远程联网报税
分配一个串口给卡座电路，其中用户卡部分和
及税务稽查系统。前一种方式较简单，主要使用
ＣＰＵ的ＧＩＰＯ引脚连接，能对异步卡和同步卡进
收稿日期：２００９—０６—１２
作者简介：卢贶，男，高级工程师，硕士，研究方向：电子技术及单片机系统设计。
３８
基于ＥＰ７３１２的税控收款机系统的设计 卢 贶
行操作。其他的３个卡座电路也共用该串口，每
个卡座电路的电源、时钟、复位信号分离，保证这
些卡能分时工作。卡电路上还有３．３ Ｖ和５ Ｖ供
电电源选择电路 ］。
采用ＭＦ ＲＣ５３１射频模块处理方案，对符合
ＩＳ（）１４４４３ Ｔｙｐｅ Ａ的射频卡进行操作。由于射
频卡模块最大电流有２００多毫安，因此通常射频
卡模块不工作，其指示灯不亮。当操作人员将该
功能选定后，就能使用射频卡模块，相应的指示灯
点亮。射频卡模块与ＣＰＵ是并口连接。
由于终端上的许多设备使用的是串口连接，
使用ＴＩ公司的１６Ｃ５５４扩展串口，一共扩展出４
个串口。分配给打印机、扩展功能串口、密码键盘
等。在主板上预留２个串口作为通用通讯模块的
接口和卡读写数据口。
时钟芯片有单独的钮扣电池，在没有外电和
电池不足的情况下能维持时钟。时钟芯片钮扣电
池一般不用更换，用电池扣固定。时钟芯片与主
机为Ｉ２Ｃ接口。时钟芯片内部存放的是税控机的
时间，终端在上电后将该时间读出，ＣＰＵ内部的
ＲＴＣ进行计时。当作为金融终端使用时，在签到
后，将金融时间和内部时间比较，得到一个时间偏
移量，这样就能解决金融和税控对时间的不同要
求。
终端上还配备了ＰＳ／２接口，能外扩标准键
盘，并能连接带ＰＳ／２接口的条码阅读器。主板
上键盘接口支持５×５扫描键盘。
显示模块使用３２０Ｘ２４０单色ｌ６级灰度显示
模块，水平放置。该显示模块具有较强的背光，背
光可以控制开启和关闭。使用外部电源时，背光
不关闭，背光使用冷光管。背光的亮度可以分５
级调整 ６１ Ｊ。
主控硬件电路原理框图如图１。由图１可以
看出系统由ＣＰＵ、Ｆｌａｓｈ ｍｅｍｏｒｙ、ＳＤＲＡＭ、卡控
制电路、键盘接口电路、显示电路、ＣＳ８９ｏｏ网卡电
路、蜂呜器电路、磁卡电路、ＲＣ５３１射频卡电路、
ＣＦ卡电路、ＴＩ ｌ６Ｃ５５４串口扩展电路、时钟电路、
触摸屏控制电路等组成。ＣＰＵ通过总线对Ｆｌａｓｈ
ｍｅｍｏｒｙ、ＳＤＲＡＭ、ＣＳ８９００进行控制，通过扩展
地址和数据总线对ＴＩ １６Ｃ５５４、ＲＣ５３１、ＣＦ卡电
路和磁卡电路进行控制 ｊ。
图ｌ 主控硬件电路原理框图
２．２ 电路设计
２．２．１ 主控处理器介绍
ＥＰ７３１２中央处理器核心逻辑功能以
ＡＲＭ７２０Ｔ处理器为基础，ＡＲＭ７２０Ｔ处理器带
８Ｋ字节ＣＡＣＨＥ和写缓冲器，并集成了内存管
理单元（ＭＭＵ）。ＥＰ７３１２处理器具有数字音频
解码功能，内置一个４８Ｋ字节的片上ＳＲＡＭ，并
有一个ＬＣＤ控制器件。
２．２．２触摸屏接口电路
主板上的触摸屏接口芯片采用ＡＤＳ７８４６，该
芯片支持工业标准的四线电阻式触摸屏。其功耗
低，通信速率快。
ＣＰＵ通过ＡＤＣＣＩ Ｋ时钟信号、ｎＡＤＣＣＳ片
选信号、ＡＤＣＯＵＴ、ＡＤＣＩＮ数据信号及ｎＰＩＲＱ
中断信号与ＡＤＳ７８４６连接，同时采集ｎＰＩＲＱ信
号的状态来判断触摸屏中断的状态，更准确、有效
的完成触摸屏数据的采集。主板通过ＥＰ７３１２芯
片ＡＤＣ接口和该芯片相连，连接图如图２所示。
２．２．３ ＴＬ１６Ｃ５５４接口电路
ＴＬ１６Ｃ５５４是ＴＩ公司生产的串口扩展芯片，
相当于增强型的由４个ＴＬ１６Ｃ５５０异步通信单元
（ＡｃＥ）组成。每个异步通信单元（ＡＣＥ）都有自
己的可编程波特率发生器。它能够完成外设端的
串口数据向并口数据的转换和ＣＰＵ向外设传送
的并口数据向串口数据的转换。ＴＬ１６Ｃ５５４内部
有１ ６字节的ＦＩＦＯ，可以对串口接收和发送的数
３９
武汉船舶职业技术学院学报２０１０年第１期
图２ ＡＤ￥７８４６接口图
据做缓冲。在ＦＩＦＯ模式，可以通过对ＲＴＳ和
含具体的硬件平台的各种设备驱动程序。
ＣＴＳ两信号线的控制来实现串口数据的自动流 采用上述架构设计的系统软件，层次清晰，不
控制。这样可以显著减少软件代码量和提高系统
相邻的上下层没有依赖关系，各模块之间的耦合
的工作效率。
度低，具有良好的可移植性和可扩充性ｌ＿ｇ ，系
主板通过扩展总线同ＴＬ１６Ｃ５５４芯片相连， 统工作状态转化见图５。
电路原理见图３，读写信号的接口见图４。
终端可以划分为如下７个状态：
１）初始化ＩＮＩＴ状态
３软件设计
２）ＩＤＬＥ状态
３．１软件总体设计
３）工作ＳＥＲＶＩＣＥ状态
４）演示交易状态
税控收款机软件采用分层次结构化、模块化设
５）管理状态（主管操作员）
计，依次分为业务处理层、接口层、设备驱动层。其
６）维护ＭＮＴＮ状态（系统管理员）
中业务处理层完成税控收款机具体的业务处理；接
７）退出ＥＸＩＴ状态
口层作为业务处理层与设备驱动层的桥梁，提供与
具体硬件平台无关的应用程序接口；设备驱动层包
＼ＸＤ０ ７ Ｄ０ ＲｘＡ １７ ＲＸ ＰＲＩＮＴＩ
＼ＸＤ１ ８ Ｄ１ ＴｘＡ ２９ ＴＸ ＰＲＩＮ１ｌ
、。ＸＤ２ ９ Ｄ２
＼ＸＤ３ ｌｉ Ｄ３‘ ｆ弧 ２６ ＲＴＳ ＰＲ［ １ Ｖｃｃ
＼ＸＤ４ １２ Ｄ４ 石Ⅱ疆 型
＼ＸＤ５ １３ Ｄ５ 弧 ３ ＣＴＳ ＰＲＩＮＴｔ ｌ
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图３ ４ ＴＩ １６Ｃ５５４接口图
４０
于ＥＰ７３１２的税控收款机系统的设计 卢 贶
数文件更新、数据文件上传、程序升级的功能。并
将操作结果报告给浏览器。通讯模块应该保证在
文件传输过程中的数据完整性；如果不能在规定
时问内不能完成传输过程，应当能够及时退出。
本模块是一个单独的任务，长期驻留内存，通过消
息管道接收浏览器的请求消息，根据消息类型进
行相应的动作（上传／下载），如果没有请求消息，
该模块被挂起。该模块是不可重入的，也就是说
只有一次操作完成以后，才能进行下一次操作，
当操作完成后，会将结果返回给浏览器。
３．２．２模块处理流程与状态说明
１）通讯主控子模块负责与其他模块通讯，其功
能包括：接收外部的消息，调用ＦＴＰ函数进行文件
图４ ５ ＴＩ １６Ｃ５５４接口电路
传输，报告文件传输结果，强制退出通讯过程。
图５
状态转化图
３．２通讯模块软件设计
３．２．１模块功能
２）ＦＴＰ子模块实现ＦＴＰ协议的主要功能，
实现传输命令，控制文件传输的过程。
３）文件处理子模块对下载后的文件进行处
通讯模块要求能正常传送、接收文件，实现参
理。或简单存盘，或交给其他模块处理，通讯子模
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武汉船舶职业技术学院学报 ２０１０年第１期
块分层见图６。
设计简洁，可靠性高 “］，能与各种外设连接，具有
很强的竞争优势。
参 考 文 献
１夏建营．井喷在即的中国税控收款机市场ＣＪ３．金卡工程，２００５
（２）
２ Ｄａｖｉｄ Ｓｅａ１．ＡＲＭ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｍａｎｕａ１．Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｄｉ—
ｔｉｏｎ［Ｍ］．Ｐｅａｒｓｏｎ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ Ｌｉｍｉｔｅｄ（Ａｄｄｓｉｏｎ—Ｗｅｓｌｅｙ），
２００１
图６通讯子模块分层图
３李 岩．基于Ｓ３Ｃ４４ＢＯＸ嵌入式ｕＣｌｉｎｕｘ系统原理及应用
ＥＭ］．北京：清华大学出版社，２００５．
３．３掉电保护功能
４王爱英。智能卡技术（第二版）ＥＭ；．北京：清华大学出版社，
２０００．
当机器交流电源出现故障时，此时会收到掉
电消息，如果税控模块发现处于空闲状态，立即向
监控模块发送退出消息；如果正在处理数据，在处
５王卓人．王锋．智能卡大全～智能卡的结构・功能・应用
［Ｍ３．北京：电子工业出版社，２００２．
６李维提．液晶显示应用技术［Ｍ］．北京：电子工业出版社，
２０００．
理完一个完整的最小过程后发送退出消息，从而
保证数据的完整性。
７ 曹丙霞．Ｐｒｏｔｅ１９９ＳＥ原理图与ＰＣＩ３设计［Ｍ］．北京：电子工业
出版社，２００７．
４ 结 语
本系统充分利用ＥＰ７３１２芯片的硬件资源，
通过软件实现了符合ＩＳＯ７８１６和ＩＳ０１４４４３标准
８张国云．基于ＵＳＢ接口的Ｉｃ卡读写器设计［Ｊ］．电子技术，
２００２（１）
９谭浩强．Ｃ程序设计（第三版）［Ｍ］．北京：清华大学出版社，
２００５．
１Ｏ李宏．使用ＡＲＭ标准Ｃ库进行嵌入式应用程序开发［Ｊ］．
的智能Ｉｃ卡和射频卡接口，系统设计符合税控收
款机国家标准ＧＢ／Ｔ １８２４０．１～２００３。整个系统
单片机与嵌入式系统，２００５（１１）
１１杨克俊．电磁兼容原理与设计技术［Ｍ］．北京：人民邮电出版
社，２００４．
Ｔｈｅ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｆｉｓｃａｌ Ｃａｓｈ Ｒｅｇｉｓｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＡＲＭ－ＥＰ７ ３ １ ２
ＬＵ Ｋｕａｎｇ
（Ｗｕｈａｎ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ ４３０２０５， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ Ｆｉｓｃａｌ ｃａｓｈ ｒｅｇｉｓｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ３２——
ｂｉｔ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈ ｈｅｌｐｓ ｔａｘ ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｓ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｏｒｓ ａ ｌｏｔ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ
ｔｉｍｅ ｐｅｒｉｏｄｓ ｏｆ ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｔａｘ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｉｔ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｈａｒｄｗａｒｅ ｄｅ—
ｓｉｇｎ，ｄｅｆｉｎｅｓ ｔｈｅ ｍｏｄｕｌｅｓ ｄｅｓｉｇｎ ｉｎ ｄｅｔａｉｌｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ＣＰＵ，ＵＡＲＴ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ，ＩＣ ｃａｒｄ ｅｔｃ．
Ａｌｓｏ ｉｔ ｇｉｖｅｓ ａ ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｍｏｄｕｌｅｓ ｃｏｎｓｉｓ—
ｔｉｎｇ ｍａｉｎｌｙ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｓｃａｌ ｃａｓｈ，ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｅｔｃ．Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｏｆ ｃｏｎｃｉｓｅ ｄｅｓｉｇｎ，ｈｉｇｈ ｒｅ—
ｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ｓｔｒｏｎｇ ｔｉｍｅｌｉｎｅｓｓ ａｎｄ ｅｘｐａｎｓｉｂｉｌｉｔｙ，ｗｈｉｃｈ ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ｈａｓ ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅ ｅｄｇｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｆｉｓｃａｌ ｃａｓｈ ｒｅｇｉｓｔｅｒ；ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ ｃａｒｄ；ＡＲＭ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ
’
（责任编辑：谭银元）
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