税控机硬件手册

龙芯1号税控机主板硬件使用手册江苏龙梦科技有限公司版权声明：龙芯1号CPU税控机主板硬件使用手册V1.1江苏龙梦科技有限公司版权所有作者：江苏龙梦科技有限公司江苏省常熟市虞山镇梦兰村邮政编码：215500联系电话：86+512+5230865452308679传真：86+512＋52308654E-Mail：[e-mail]龙芯1号税控机硬件使用手册目录第一章龙芯税控机系统组成结构第二章主板硬件连接2.1电源2.2外围接口模块2.2.1键盘模块2.2.2SMARTCARD模块2.2.3打印机模块2.2.4LCD模块2.2.5VFD模块2.3主板布局及连接插座2.3.1串行端口连接器2.3.2RJ-45以太网接口2.3.3IDE硬盘接口2.3.4USB接口连接插座2.4跳线设置1龙芯1号税控机硬件使用手册第一章龙芯税控机系统组成结构龙芯1号税控收款机系统组成框图如图1.1所示。龙芯1号CPU、IT8172北桥和IT8712超级I/O芯片构成了整个系统的基本框架。UART3中科英泰税控模块RTL8139DETHERNET(Option)GPIOPowerSupplyandBackupBatteryGPIOLCMPrinterHeadCOM1COM2MicroPrinter10SegmentVFDIT8172UART1GPIOGPIOPARALLEL8Mx16NorFlashGODSON-132MDOC256Kx8ROMPCIBUSUART2LPCBUSCLOCKGENERATORIT8712(I/O)SDRAM(64MB)IDE(Option)MatrixKeyboardUSB1.1(Option)ISO7816TWOSMARTCARD图1.1龙芯1号税控收款机组成框图根据嵌入式系统的特点，此税控机的处理器选用龙芯一号，存储系统选用32MB的NORFLASH和32MB的DOC存放数据，32MB或者64MB的DRAM作为内存，且可支持512K的ROMBIOS。输入输出系统选用6x16矩阵键盘、128x64的LCD和十段的VFD。还提供2个RS232和2个ISO7816接口。另外此系统还提供可选的IDE、USB和网络接口2龙芯1号税控机硬件使用手册第二章主板硬件连接主板板图（TOPVIEW）图2：主板板图2.1电源龙芯1号税控机主板需要采用一个可提供24V和5V的稳压电源给系统供电。插接电源连接器之前一定要先确定已正确安装所有组件以确保不会造成损坏，连接电源时，请确保电源插头的插接方向正确，并且针脚均已对齐，然后向下紧压电源插头已连接主板上的连接器。电源针脚定义针脚信号15V2GND324V4GND3龙芯1号税控机硬件使用手册2.2外围接口模块主板外部主要连接下列器件：4龙芯1号税控机硬件使用手册2.2.1键盘模块龙芯1号税控机采用是6行16列的6×16矩阵键盘（实际为6×13），行为输入，列为输出。设计中采用IT8172的GPIO端口A的GPD2～GPD7作为矩阵键盘的第1～6行，并配置为中断源（实际采用动态定时器轮询机制，没有采用中断），无键按下时直接为高电位；为了节省使用有限的GPIO端口，设计中采用了一片74LV154的4-to-16的译码器，GPIO端口B的GPD8～GPD11接译码器4位输入，矩阵键盘的16列接译码器16位输出，缺省初始化时将16列置为高电位（由于该键盘为13列，所以只需让前13列置高电位即可，方法是初始化GPD8～GPD11为1101或1110或1111均可）。驱动程序采用动态定时器，通过“列走0法”周期（大约50ms扫描键盘）。“列走0法”是指给矩阵键盘的列送出1个0和13个1，使得0在每一列上都唯一出现一次，同时在键盘行端口进行扫描。具体到本设计中，采用两个长度为列数目的unsignedchar型数组，分别记录本次和上次扫描时每列走0时从行线读出的值。当该列中有键按下或释放，则走0到该列时从行线读出的值与上次记录的值不同，该键对应的行从1变为0表示按键事件，从0变为1表示释放键事件。5龙芯1号税控机硬件使用手册2.2.2SmartCard模块龙芯一号税控收款机使用的是ITE8172桥片，IT8172集成了两个SO7816接口，分别是SCR0和SCR1。SCR0用作用户卡，SCR1用于税控卡。它们都属于SCR。SCR是在标准UART原有的寄存器基础上多加了两个寄存器：SFR和SCDR。SFR用来配置SCR的功能，例如SCR使能开/关、FET运行模式（如何给IC卡供电）、FET上电/排电的时间、IC卡时钟频率、UARTRx信号门使能开/关。SCDR控制着复位模式的信号（同步还是异步）以及IC卡时钟频率的除法因子(divider)——和SFR中的[2-3]位一起决定IC卡时钟频率。6龙芯1号税控机硬件使用手册2.2.3打印机模块龙芯税控收款机所用的打印机模块是EPSONM-U110II型号的具有税控功能的打印机。它能够打印出发票，并能保证税控数据的正确生成、可靠存储和安全传输，同时可满足税务机关的税务管理和核查等要求。此打印机模块的各个引脚分别与南桥的GPIO相连。对此模块的实现主要完成以下功能：第一，对硬件的初始化和设备登记申请、步进马达归位控制。第二，对步进马达和进纸马达的控制。第三，对打印针的控制。第四，异常检测和相应处理。7龙芯1号税控机硬件使用手册2.2.4LCD模块龙芯税控收款机所用的LCD是一款EDM12864P型号的液晶显示模块，它是128*64点阵、STN类型、单色显示、LED背光的模块。此模块中的20根引脚跟EV8712南桥相连,其硬件结构原理框图如下所示：LCD原理框图8龙芯1号税控机硬件使用手册其中IC3为行驱动器。IC1、IC2为列驱动器。IC1、IC2、IC3含有的功能器件有：指令寄存器（IR）、数据寄存器（DR）、忙标志（BF）、显示控制触发器（DFF）、XY地址计数器、显示数据RAM（DDRAM）和Z地址记数器。LCD模块提供了如下命令：显示开关、设置显示起始行、设置页地址、设置Y地址、写显示数据和读显示数据命令。正是用这些命令来实现对LCD的控制。2.2.5VFD模块VFD为VacuumFluorescentDisplay的缩写，国内通常称之为“荧光显示管”。VFD是从真空管发展而来的显示元件，利用阳极上荧光体受电子的冲击而发光，是一种自发光显示元件。又因为它可以用低电压来驱动，所以，与半导体有较好的相容性，可靠性也高，因而被广泛使用在各种领域。其硬件构成图如下图所示。VFD原理框图9龙芯1号税控机硬件使用手册税控收款机的VFD（VacuumFluorescentDisplay）选用的是M10MT20BA型号的七段数码管，主要用于显示数字。此模块的接口的三根引脚CLK、DIN和STB分别连到北桥EV8172的GPIO18、GPIO19和GPIO20上。由于VFD模块是只写的，所以北桥EV8172的GPIO18、GPIO19和GPIO20三个引脚都要设置成OUTPUT（输出），这个过程要通过设置EV8172的GPCCR控制寄存器实现。2.3主板布局及连接插座龙芯1号税控机使用龙芯1号处理器，主板通过CHIPSETIT8172提供三个连接插座，可用于连接IDEHDD、扩展SMARTCARD，通过LPCIT8712芯片提供TTL串口连接插座，满足用户的不同需求。10龙芯1号税控机硬件使用手册2.3.1串行端口连接器主板提供1个9针串行端口连接器(COM2)，可以直接串行设备插接到这个端口上。针脚信号说明1DCD数据传输侦测2SIN串行输入或接受数据3OUT串行输出或传输数据4DTR数据终端备妥5GND接地6DSR数据集备妥7RTS请求传送8CTS清除传送9RI响铃指示2.3.2RJ-45以太网接口主板集成RTL8139D10M/100M以太网卡，可以通过局域网线连接到INTERNET。针脚信号说明1TX+10/100M数据发送正信号2TX-10/100M数据发送负信号3RX+10/100M数据接收正信号4NC未用5NC未用6RX-10/100M数据接收负信号7NC未用8NC未用11龙芯1号税控机硬件使用手册2.3.3IDE硬盘接口主板具有ATA33总线控制器，可提供PIO模式0～4总线主控及DMA/UDMA0-2功能，并且兼容ATA/ATAPI-4。为40脚IDE连接器，描述如下：391402针脚信号说明针脚信号说明1PCIRSTPCI复位信号21DDREQIDE总线DMA请求2GND接地22GND接地3DD7IDE总线数据位723DIOW#IO写选通4DD8IDE总线数据位824GND接地5DD6IDE总线数据位625DIOR3IO读选通6DD9IDE总线数据位926GND接地7DD5IDE总线数据位527DIORDYIO访问完成8DD10IDE总线数据位1028NC未接9DD4IDE总线数据位429DDACK#IDE总线DMA确认10DD11IDE总线数据位1130GND接地11DD3IDE总线数据位331DIRQIDE总线中断12DD12IDE总线数据位1232NC未接13DD2IDE总线数据位233DA1IDE总线地址位114DD13IDE总线数据位1334NC未接15DD11IDE总线数据位1135DA0IDE总线地址位016DD14IDE总线数据位1436DA2IDE总线地址位217DD0IDE总线数据位037DCS0#IDE接口选通018DD15IDE总线数据位1538DCS1#IDE接口选通119GND接地39HDDLED硬盘灯指示20NC(+5V)未接（5V电源）40GND接地12龙芯1号税控机硬件使用手册2.3.4USB接口连接插座主板提供1个USB接口连接插座，用于支持外接的USB设备，如下图所示：针脚信号说明1USBVCC15V电源2USBD1MD-信号线3USBD1PD+信号线4GND接地2.4跳线设置本节介绍如何设置龙芯1号CPU税控机主板上的跳线，主要设置在JP3，JP4，JP5上，具体设置如下表：JP5JP4JP3CPUSDRAM00066.766.700175.075.001083.383.301195.095.013