基于嵌入式系统的税控收款机设计与实现

论文摘要

嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础,能满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等指标的严格要求的专用计算机系统。对一个嵌入式系统设计而言,其关键性问题是:如何进行快速有效的设计来面向不同应用,如何使设计的系统更好地满足客户需求,如何更好地控制设计开发时间和开发成本,如何增强系统的可靠性、可移植性。本文通过研究嵌入式系统设计的一般性原理与设计方法,特别是嵌入式系统的软硬件协同设计方法和可靠性设计方法,用于指导一款税控收款机软硬件设计。首先分析了嵌入式系统的一般设计流程,从整体的角度对嵌入式系统设计方法进行研究,重点分析了嵌入式系统的软硬件协同设计原理。其次,在研究了嵌入式系统的一般硬件设计方法的基础上,对硬件抗干扰设计方法进行了分析和总结。最后,分析了嵌入式系统的软件设计开发流程、软件可靠性设计和可扩展性设计,为下一阶段的税控收款机的系统设计储备了理论基础和设计指导。在税控收款机的设计中,以软硬件协同设计方法为理论指导,实现了税控收款机的系统设计。首先对税控行业的扫描和需求分析,依据分析的结果对系统进行整体设计,采用模块化概念,根据税控收款机的具体功能实现来划分系统功能模块;然后对系统硬件进行详细设计,依据划分的系统功能模块,在考虑成本和可靠性的基础上,实现对税控收款机主板模块、打印模块、电源模块、显示模块和键盘模块的硬件设计,并在各模块的硬件设计考虑了电磁兼容设计;接着对税控收款机的软件进行设计发,根据税控收款机的功能模块,提出了税控收款机的软件基础架构。并在软件架构的基础上,引入模块化与层次结构相结合的方法,实现了税控收款机的软件分层设计和软件流程设计,并重点对税控收款机的软件管理流程和销售流程进行了分析和设计;最后通过介绍税控收款机的硬件驱动层设计和系统软件程序的烧写实现,完成整个税控收款机的系统设计。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 税控收款机的由来
• 1.1.2 税控收款机的组成
• 1.1.3 税控收款机与嵌入式系统
• 1.1.4 税控收款机的发展现状
• 1.2 课题任务
• 1.3 嵌入式系统概述
• 1.3.1 嵌入式系统的发展史
• 1.3.2 嵌入式系统的概念和特点
• 1.3.3 嵌入式系统的构成
• 1.4 论文结构
• 第二章 嵌入式系统的设计方法
• 2.1 嵌入式系统的一般设计流程
• 2.2 嵌入式系统的软硬件协同设计
• 2.2.1 软硬协同设计的系统组成
• 2.2.2 一般软硬件协同设计流程
• 2.2.3 V 型软硬件协同设计流程
• 2.3 嵌入式系统的硬件设计方法
• 2.3.1 微处理器选择
• 2.3.1.1 嵌入式微处理器特点
• 2.3.1.2 嵌入式微处理器分类
• 2.3.2 存储设备分类
• 2.3.3 输入设备分类
• 2.3.4 输出设备分类
• 2.3.5 设备接口分类
• 2.3.6 硬件抗干扰设计
• 2.3.6.1 电源模块的抗干扰设计
• 2.3.6.2 信号通道的抗干扰设计
• 2.3.6.3 接地问题的处理
• 2.3.6.4 EDA 的布线和工艺
• 2.4 嵌入式系统的软件设计方法
• 2.4.1 嵌入式软件的特点
• 2.4.2 嵌入式软件的开发流程
• 2.4.3 嵌入式软件的可靠性设计
• 2.4.4 嵌入式软件的可扩展性设计
• 第三章 税控收款机的整体设计
• 3.1 税控收款机的需求分析
• 3.1.1 用户分类
• 3.1.2 产品功能
• 3.1.3 应用环境
• 3.2 税控收款机的整体结构设计
• 3.2.1 税控收款机的具体功能
• 3.2.2 税控收款机的整体设计和模块划分
• 3.2.3 硬件设备驱动设计
• 第四章 税控收款机的硬件详细设计
• 4.1 主板模块的设计
• 4.1.1 MCU 的选择
• 4.1.2 晶振的选择
• 4.1.3 存储器的扩展
• 4.1.4 复位电路
• 4.1.5 实时时钟
• 4.1.6 串口通讯接口
• 4.1.7 IC 卡接口/SAM 卡接口
• 4.1.8 译码电路
• 4.2 打印模块的设计
• 4.2.1 协理MCU 的选择
• 4.2.2 存储器扩展
• 4.2.3 打印机控制电路
• 4.2.3.1 步进电机驱动电路
• 4.2.3.2 打印针驱动及保护电路
• 4.2.3.3 传感器控制电路
• 4.2.3.4 CPLD 逻辑控制电路
• 4.2.4 打印模块的电磁兼容设计
• 4.3 电源模块的设计
• 4.3.1 电源模块的可靠性设计
• 4.3.2 电源模块的电磁兼容设计
• 4.4 显示模块的设计
• 4.5 键盘模块的设计
• 第五章 税控收款机的软件基础架构与设计
• 5.1 系统的软件基础架构
• 5.2 系统的软件分层设计
• 5.2.1 模块化与层次结构相结合的设计
• 5.2.2 税控收款机的软件分层设计
• 5.3 系统的软件流程设计
• 5.3.1 系统软件的总流程
• 5.3.2 系统软件的管理流程
• 5.3.3 系统软件的销售流程
• 5.4 系统的硬件层设计
• 5.5 系统程序的编译、烧写
• 第六章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历、在校期间的研究成果