基于嵌入式系统的税控收款机的设计及实现

论文摘要

嵌入式系统是针对具体应用的专用计算机系统,它是在不断满足各个行业对其性能和功能提出更高要求这一过程中获得迅速发展的。随着嵌入式技术的发展,8位、16位单片机已经越来越不能满足更加复杂应用的需要。集成电路技术的进步使得32位微控制器的价格与高档8位单片机相当,而带有丰富片上外围电路的整合型32位微控制器显然具有很高的性价比,所以32位微控制器被越来越多地应用于嵌入式系统。 税控收款机是具有税控功能的收款机,它是一种典型的嵌入式系统,广泛应用于商业、餐饮业、服务业、娱乐业等行业。据有关部门统计,按照全国纳税户初步计算,至少有数千万台各档次税控收款机的市场需求。国家制定了国标GB18240,规定了税控收款机的通用要求、试验方法和检验规则。 我们研发的税控收款机在满足国标要求的前提下,采用“S3C44BOX CPU+软件”的方式来实现主要外设功能,大大降低了系统成本,具有较高的性价比和竞争优势。本文论述了基于嵌入式系统的税控收款机的设计及实现,分成硬件和软件两部分进行详细叙述。硬件部分,介绍了EDA开发工具和PCB设计规范:对以太网模块、IC卡读写器模块、微型打印机驱动模块等主要模块电路的工作原理进行了详细分析:在PCB设计中采用了EMC及SI仿真分析方法。软件部分,首先介绍了开发环境、软件的系统结构和μClinux;接着具体设计并实现了系统的几个主要设备的驱动程序,如LCD和I2C;然后介绍了软件对于数据保护的处理方法,其中详细分析了文件系统YAFFS的实现机制,并完成了对它的移植,同时介绍了对系统断电保护的处理方法:最后介绍了应用程序的设计和实现。本文最后对整个设计及实现进行了总结,并提出了下一步的改进

论文目录

• 1 概述
• 1.1 税控收款机简介
• 1.2 税控收款机现状
• 1.3 问题的提出
• 2 系统总体设计
• 2.1 嵌入式系统简介
• 2.2 系统硬件设计
• 2.3 系统软件设计
• 2.3.1 整体设计
• 2.3.2 操作系统
• 2.3.2.1 μClinux的内核结构
• 2.3.2.2 μClinux的内存管理
• 2.3.2.3 μClinux的多进程处理
• 3 硬件开发流程及设计原则
• 3.1 硬件设计的EDA工具介绍
• 3.2 硬件的高速PCB设计
• 3.3 硬件PCB设计的一般原则
• 4 硬件设计
• 4.1 硬件原理图设计
• 4.1.1 SDRAM及FLASH模块
• 4.1.2 电源模块
• 4.1.3 以太网模块
• 4.1.4 IC卡读写器模块
• 4.1.5 微型打印机驱动模块
• 4.2 PCB设计的仿真分析
• 5 软件开发环境的建立
• 5.1 主机平台
• 5.2 交叉编译工具
• 5.3 调试工具
• 5.4 交互控制终端
• 6 驱动程序的设计与实现
• 6.1 Linux的设备驱动
• 6.2 LCD马区动设计及实现
• 6.2.1 LCD控制器
• 6.2.2 FrameBuffer介绍
• 6.2.3 LCD驱动程序
• 6.2.3.1 相关文件
• 6.2.3.2 数据结构
• 6.2.3.3 主要函数
• 6.2.4 对帧缓冲区的操作
• 2C驱动程序'>6.3 I²C驱动程序
• 6.3.1 数据结构
• 6.3.2 相关文件
• 6.3.3 主要模块
• 6.4 其他驱动程序
• 7 数据保护方案设计
• 7.1 问题的提出及解决方案
• 7.2 FLASH存储器
• 7.3 文件系统的选择
• 7.4 YAFFS文件系统
• 7.4.1 MTD设备
• 7.4.2 YAFFS文件系统的分析
• 7.4.2.1 数据结构
• 7.4.2.2 文件组织结构
• 7.4.2.3 函数接口
• 7.4.3 YAFFS文件系统的实现
• 7.4.3.1 文件系统的移植
• 7.4.3.2 其他内核有关部分配置
• 7.5 对断电保护的处理
• 8 应用程序的设计与实现
• 8.1 应用程序状态的设计与实现
• 8.2 函数接口
• 9 结论
• 参考文献
• 作者在读期间科研成果简介
• 声明
• 致谢