CN2847397Y - 核心电路单独供电的税控收款机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种核心电路单独供电的税控收款机，涉及具有税控功能的电子产品领域，特别涉及一种具有核心电路单独供电功能的税控收款机；为了解决现有税控收款机存在的在掉电或电源异常时易造成数据丢失或程序异常的不足，为用户提供一种基于核心电路单独供电，具备掉电检测位的主控芯片及采用超级电容器作为后备储能电源的税控收款机。与现有技术相比，本实用新型具有数据存储更稳定、更可靠、完整的优点，可广泛应用于各种商业销售业务领域。

Description

核心电路单独供电的税控收款机

技术领域

本实用新型涉及具有税控功能的电子产品领域，特别涉及一种具有掉电保护功能的税控收款机。

背景技术

基于国家政策的要求，以及随着电子技术的发展，电子收款、电子货币、电子交易日渐普及，由于原有电子收款机不具有税控功能而造成税收流失。由此，国内出现了各种具有税控功能的电子收款机，这些税控收款机基于原来的电子收款机加装了税控功能模块，但这种税控收款机存在如下的不足：一种情况是当出现电源异常时，常常由于没有及时保存数据，而造成税控数据的丢失或损坏。另外一种情况是，虽然采用了备用电池，但是由于备用电池要向整机提供电源，必须使用大容量的备用电池，因此增加了整机结构的复杂程度和成本，同时由于电池寿命较短，难以维护，很难适应税控收款机的使用要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有税控收款机存在的上述不足，为用户提供一种具备核心电路单独供电功能的税控收款机，该税控收款机通过配合使用超级电容器，能够使掉电时核心电路仍然可以维持短时间工作，保存重要数据，从而保证税控数据的完整性，提高了数据存储的可靠性。

本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的：

核心电路单独供电的税控收款机，包括主机及分别与其连接的键盘、显示屏、打印机、条码扫描器，主机内设置有税控收款模块及与其分别连接的内置MODEM、以太网接口、UART、SAM卡座、IC卡座，其特征在于：税控收款模块内的主控芯片内设置有掉电检测位，主控芯片、Flash存储器、SAM卡座、IC卡座四者的供电回路通过二极管与主机电源连接，上述四者接有超级电容器。

所述的主控芯片为SOC单片机。

上述的主控芯片内的SRAM与Flash存储器连接。

本实用新型的有益效果是，通过SOC单片机内的掉电检测位，可以实时地检测电源工作是否正常，并在电源异常时，采用超级电容器对包括主控芯片、Flash存储器、SAM卡座、IC卡座的核心电路供电，使核心电路仍然可以维持短时间工作，保存重要数据，从而保证税控数据的完整性。超级电容器可充放电10万次以上，寿命远远高于电池，提高了税控收款机的可靠性。可见，采用上述结构的本实用新型，与现有技术相比，具有提高数据存储的可靠性、稳定性、完整性的优点。

附图说明

图1是本实用新型的整机结构示意框图；

图2是本实用新型保障数据完整性的结构示意图；

图3是本实用新型的软件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

实施例1：本实用新型公开的核心电路单独供电的税控收款机包括有主机、显示屏、键盘、打印机、条码扫描器、手写板，显示屏、键盘、打印机、条码扫描器、手写板分别与主机连接，显示屏为LCD液晶显示屏，主机内的各PCB板的地线通过导线与本机的交流电源插座地线连接，主机内含有税控收款模块，税控收款模块分别与SAM卡座、IC卡座、UART(通用异步收发器)、以太网接口、内置MODEM(调制解调器)连接，UART(通用异步收发器)再与条码扫描器、手写板连接，税控收款模块内含有型号为upsd3234A的SOC单片机，其中SOC是英文syetem-on-a-chip的缩写，表示片上系统的意思，该单片机采用增强型MCS-51内核，是MCU+PSD的SOC单片机，该器件具有如下特点：

1、2片FLASH存储器，用于存储程序或数据，易于实现在线应用编程功能。

2、可选择备电保护的大容量SRAM。

3、2种可编程逻辑电路，分别为地址译码DPLD和组合逻辑CPLD。

4、6组通用I/O提供多达46个I/O引脚。

5、主从方式的I2C。

6、低速模式的USBl.1。

7、2路串行通道UART。

8、在线系统编程的JTAG口。

9、内部具有256KB的主Flash、32KB的次Flash和8KB的SRAM，工作电压为5V，选用22.1184MHz晶振。其中SRAM由片外的备用电池供电，可存放一些长期保存的数据，维持电流仅需1μA。

税控收款模块内还有时钟芯片M41TOM6、IC卡模块NCN6004和存储器M25P16。时钟芯片M41TOM6具有时钟/日历功能，可计时毫秒、秒、分钟、小时、星期、日、月、年、世纪。在系统掉电以后可由片外的备用电源供电，以保持片内时钟的继续运行。M41TOM6采用32.768kHz晶振，工作电压5V，工作电流130～200μA，备用电池电压3V，维持电流仅需1μA，I2C的最大传输速率400kHz；存储器容量为2MB，共有32个扇区，每个扇区256页，每页256字节，页编程时间为1.4ms。M25P16采用SPI总线接口，最大传输速率50MHz，低工作电压3.3V。为了实现5V至3.3V逻辑电平的转换，可使用Onsemi公司的三路非反相施密特触发器NL37WZ17，它兼容5V和3V逻辑电平，输出驱动可达24mA，Flash存储器主要用来存储发票数据和税控数据；UART(通用异步收发器)转换芯片采用intersil公司的HIN202，upsd3234A内部具有2路UART，均可选用RS232通讯。HIN202的工作电压为5V，具有2路收发驱动；为了实现掉电保护功能，采用Onsemi公司的升压芯片NCP1402SN50T1，其最低输入启动电压为0.8V，输出电压为5V，输出电流为200mA。当系统正常工作时，由upsd3234A单片机、Flash存储器、SAM卡座、IC卡座组成的核心电路由主机电源通过二极管供电，NCP1402SN50T1可为超级电容器充电。一旦断电，由于核心电路的供电回路是单独设置的，通过二极管与主机电源连接，基于二极管的单向导电性，超级电容器只对核心电路供电。超级电容器的输出电压仍可维持核心电路工作一段时间，此时可完成一些重要的任务，保存重要数据，从而保证税控数据的完整性，以避免异常断电产生错误。超级电容器采用两个串联的3.3F/2.5V卷绕型电容，当充满时可维持供电4秒以上；5V至3.3V电压转换器采用Onsemi公司的NCP500SN33T1，该芯片输出电流为150mA，可为3.3V器件提供工作电压；备用电池采用的是两节3V/210mAh锂电池，供电至少可维持10年以上。

超级电容器(Supercapacitor)是20世纪60年代发展起来的一种新型储能单元，80年代国外已进入商业规模。由于它具有功率密度很高、充电时间极短、使用寿命特别长等优异特性，近年来得到了飞快的发展，不仅其技术水平在日新月异，而且应用范围也在不断扩大。超级电容器是将电化学双层电容与法拉弟准电容结合起来做成的电容器，超级电容器的结构形式大致分为两种，一种是柱状电容器，即把基片卷绕起来装进园形金属外壳内，这种电容器适用于低电压大电流充放电的情况；另一种是叠层式电容器，即将电极基片叠起来，组装在塑料或金属壳内，这种电容器用在高电压小电流充放电的情况下比较合适。超电容器的电容和能量密度跟所有的电极材料紧密相关。超级电容器具有以下特点：

(1)功率密度高。超级电容器的内阻很小，而且在电极/溶液界面和电极材料本体内均能够实现电荷的快速储存和释放，因而它的输出功率密度高达数kw/kg，是任何一个化学电源都无法比拟的，是一般蓄电池的数十倍。

(2)充放电循环寿命长。超级电容器在充放电过程中没有发生电化学反应，其循环寿命可达万次以上。当今蓄电池的充放电循环寿命只有树百次，只有超级电容器的几十分之一。

(3)充电时间短。从目前的充电试验结果来看，在电流密度在7mA/cm时，完全充电时间只要1012分钟，而蓄电池在这么短的时间内是无法实现完全充电的。

(4)实现高比功率和高比能量输出。一般说来，比能量高的储能体系其比功率不会太高；同样，一个储能体系的比功率比较高，其比能量就不一定会很高，许多电池体系就是如此。超级电容器在可以提供1-5kw/kg，高比功率输出的同时，其比能量可以达到5-20wh/kg。将它与蓄电池组合起来，就会成为一个兼有高比能和高比功率输出的储能系统。

(5)储存寿命极长。超级电容器充电之后储存过程中，虽然也有微小的漏电电流存在，但这种发生在电容器内部的离子或质子迁移运动乃是在电场的作用下产生的，并没有出现化学或点化学反应，没有产生新的物质。再者，所用的电极材料在相应的电解液中也是稳定的，因而超级电容器的储存寿命几乎可以认为是无限的。

(6)可靠性高。超级电容器工作中没有运动部件，维护工作极少，也不必像蓄电池那样要充放电维护，因而超级电容器的可靠性是非常高的。

数据存储完整性如图2所示，其中SAM是英文Tax SAM的缩写，表示税控卡，与上述的SAM表示同样的意思。当ubsd3234A中的掉电检测位检测到掉电信号，传送给SOC单片机处理，SOC单片机传送出停止存储操作的信号给SOC单片机的数据存储输出引脚，SOC单片机停止操作，以避免其误动作造成对存储数据的损坏，确保存储器数据的稳定性。如图2可见，SOC单片机中的SRAM与Flash存储器连接，其中SRAM接有后备电池。当正常操作时，程序通过SOC单片机传送数据信号给SRAM，同时传送给SRAM中的OP_FLAG掉电标志位表示正常的标志信号，控制执行“关键数据”写操作过程。在过程开始前设置标志OP_FLAG＝ING状态，在过程完毕后，设置标志OP_FLAG＝ED状态。标志OP_FLAG和当前写操作的数据及相关参数都存放在带有后备电池的SRAM中。当设备上电后，由现场恢复程序判断标志OP_FLAG。如果OP_FLAG＝ING，则说明该过程在执行时“掉电”或异常。这时，现场恢复程序根据当前操作的内容，判断上次操作的状态，并实施同步操作。同步操作按如下过程进行：如果用户卡和SAM卡中的数据与SRAM中的数据相同，则同步已完成，设置OP_FLAG＝ED；如果数据不同，则以SRAM区数据为准，重新复制数据到用户卡，复制工作完成后，设置OP_FLAG＝ED；如果是开票过程，则提示操作员“上次打印是否完整”，并由操作员判断是否采取“退票”处理。

本实用新型的软件设计结构如图3所示，分为主控层、税控收款管理层、通讯管理层和设备驱动层共四层。主控层为税控系统主程序，负责系统和设备的初始化、与主机间的通讯监控、协议管理、税控命令包的解释和任务的调度等事务；通讯管理层包含接口库函数，针对的是复杂设备设计的管理程序，主要包括IC卡管理、存储器管理、显示处理、中断处理等。IC卡管理程序是对税控IC卡设计的操作命令程序，可分为基本命令和扩展命令，基本命令有文件操作、读写记录、产生随机数、内外部认证、读取响应、应用锁定等，税控卡专用命令有卡注册、开票、日交易签名等功能，用户卡专用命令有注册签名、分发发票、报税数据汇总等功能。存储器管理程序包括公共数据区的管理，用来对Flash存储空间进行地址分配管理，该程序按循环记录的方式设计，主要完成发票明细、日交易和卷汇总记录的格式化、读写、查找等事务，同时还负责存储在SRAM中地址分配表的管理，指针等数据的记录；设备驱动层是使各个硬件设备实现底层操作的驱动程序，包括时钟、IC卡、Flash存储器、UART等API函数，其中时钟函数实现设置、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存储器函数实现外部Flash存储器的擦除、读、写等功能，UART和USB函数实现没置、接收和发送数据等功能；税控收款管理层主要执行收款、税控、管理功能。

软件的税控收款管理层又可分为销售收款模块、销售管理模块、税控模块。

1、销售收款模块功能：该程序的功能为销售操作，在此过程中将销售数据统计出来提供给SAM卡开票取税控码，并提供销售日志的数据。

输入项目：

机器模式——销售模式、退货模式、培训模式。

工作模式——商店模式、娱乐业模式

输出项目：

开票的相关数据

打印的相关数据

显示的相关数据

销售日志的相关数据

2、销售管理模块功能：为税控收款机提供商品管理及人员管理的增加，查询，修改及删除。

输入项目包括：

(1)部类相关的数据接口，在部类增加，修改，删除时，由管理模块填写参数

部类号

部类设置价格

部类税率索引

部类名称

(2)PLU相关数据接口，在PLU增加，修改，删除时，由管理模块填写参数

PLU号

PLU商品预设价格

PLU商品税率

PLU商品名称

(3)人员相关数据接口，在进行人员增加，修改，删除时，由管理模块填写参数

用户ID号

用户名称

用户职务

用户密码

用户权限

输出项目：

部类信息由销售模块在销售部类商品时查询，PLU信息由销售模块在销售PLU商品时查询，人员信息提供给管理模块及销售模块查询。

3、税控模块

功能：税控模块通过税控卡正确生成税控数据，税控数据分别可靠存储在税控卡和税控存储器中；采用用户卡或其它媒体将税控数据安全传递到税务机关的税控收款机管理系统中。

输入项目：

调用模块输入事件

管理模块传入税控模块用以按时间段统计发票使用数据的起始日期及截至日期；

管理模块传入税控模块用以按时段进行核查的起始日期及截至日期。

输出项目：

销售模块调用税控模块开票时，发票打印数据的存放，及在税控模块中生成税控码；

当前税控模块使用的发票卷的信息；

单卷发票使用信息；

时间段发票使用信息汇总

时间段发票打印数据

税控模块运行结果。

Claims (3)

1、核心电路单独供电的税控收款机，包括主机及分别与其连接的键盘、显示屏、打印机、条码扫描器，主机内设置有税控收款模块及与其分别连接的内置MODEM、以太网接口、UART、SAM卡座、IC卡座，其特征在于：税控收款模块内的主控芯片内设置有掉电检测位，主控芯片、Flash存储器、SAM卡座、IC卡座四者的供电回路通过二极管与主机电源连接，上述四者接有超级电容器。

2、如权利要求1所述的核心电路单独供电的税控收款机，其特征在于：所述的主控芯片为SOC单片机。

3、如权利要求1所述的核心电路单独供电的税控收款机，其特征在于：主控芯片内的SRAM与Flash存储器连接。

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