關(guān)鍵詞：單片機(jī)；M68HC912D60；嵌入式系統(tǒng)；稅務(wù)監(jiān)控

中圖分類號：TP368 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： B 文章編號：1003-353X(2003)06-0060-03

稅控系統(tǒng)即“POS電子稅收控制系統(tǒng)”, 是由POS機(jī)、金稅卡/IC卡、讀卡器、計算機(jī)及打印機(jī)等設(shè)備構(gòu)成的電子信息網(wǎng)絡(luò)。POS稅款機(jī)的推廣是執(zhí)行“金稅工程”的一個重點(diǎn)項(xiàng)目，推廣應(yīng)用POS稅款機(jī)能夠讓稅務(wù)部門節(jié)約大量的人力財力，杜絕商家經(jīng)營中的偷稅漏稅情形。由于目前市面上使用的POS機(jī)五花八門，全部更換是一個很大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，因此，一個可行的方法是對現(xiàn)有的普通收款機(jī)進(jìn)行改造，安上稅控裝置。以MCU為的嵌入式稅控系統(tǒng)以其高效、可靠、低價的優(yōu)點(diǎn)，成為的稅控系統(tǒng)解決方案之一。

2 稅務(wù)監(jiān)控系統(tǒng)介紹

稅務(wù)監(jiān)控系統(tǒng)通過截獲POS機(jī)的打印數(shù)據(jù)，從中提取出交易的日期、時間、金額等稅控信息，并在打印數(shù)據(jù)中插入加密的防偽信息，再送到打印機(jī)打印出票據(jù)。同時，系統(tǒng)能夠響應(yīng)稅務(wù)管理中心的命令，向中心提供營業(yè)額等稅務(wù)信息。其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

稅控POS機(jī)是在普通POS機(jī)的基礎(chǔ)上增加了具有數(shù)據(jù)保護(hù)功能的“黑匣子”。它的主要作用是自動記錄用戶的經(jīng)營結(jié)果，掌握用戶的真實(shí)營業(yè)數(shù)據(jù)，才能有效堵塞稅收漏洞，從而保證征稅工作的合理性與合法性。

3 M68HC912D60芯片介紹

3.1 基本結(jié)構(gòu)
M68HC912D60 單片機(jī)是Motorola公司的16位單片機(jī)，由控制單元和執(zhí)行單元兩個主要部分組成?？刂茊卧瑫r序發(fā)生器、控制存儲器和隨機(jī)控制邏輯，為執(zhí)行單元生成所有的控制；執(zhí)行單元(EU)包含所有的寄存器、ALU和總線接口。

3.2 功能特點(diǎn)
M68HC912D60系列采用模塊化設(shè)計，各種不同型號單片機(jī)可由不同的模塊組成。M68HC912D60是其中的代表產(chǎn)品，它速度快、功能強(qiáng)、內(nèi)部資源豐富。M68HC912D60具有如下特點(diǎn)：

與M68HC11 指令組兼容

60K片內(nèi)EEPROM

60K片內(nèi)ROM

2kB片內(nèi)RAM

8MHz內(nèi)部總線頻率

20bit ALU

2個增強(qiáng)型串行口通訊口SCI

1個串行外圍接口SPI

4通道可編程的 PWM

2× 8channels, 10bit A/D 轉(zhuǎn)換器

112Pin TQFP /80pin QFP 封裝

3.3 M68HC912D60的結(jié)構(gòu)與存儲器組織
M68HC08系列可以尋址64Kbytes的存儲空間。M68HC912D60的存儲器組織包括：

60K 片內(nèi)FLASH EEPROM

60K片內(nèi)ROM

1K 片內(nèi)EEPROM

2kB片內(nèi)RAM

4 基于Motorola M68HC912D60單片機(jī)的稅務(wù)控制系統(tǒng)設(shè)計

Motorola M68HC912系列單片機(jī)具有速度快、功能強(qiáng)、功耗低、價格低等特點(diǎn)，采用先進(jìn)的亞微米工藝，具有較高的性價比。以下討論一個基于M68HC912D60嵌入式稅務(wù)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。

4.1 系統(tǒng)描述
稅務(wù)監(jiān)控系統(tǒng)是通過在普通POS機(jī)中加裝一個稅控黑匣子，從而準(zhǔn)確地獲取經(jīng)營者的營業(yè)額，并能將數(shù)據(jù)傳送至稅務(wù)管理中心，提供稅收依據(jù)。

4.2 硬件系統(tǒng)設(shè)計
稅務(wù)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計主要包括MCU、外圍接口單元、控制單元、外擴(kuò)數(shù)據(jù)存儲器SRAM、嵌入式MODEM單元、8250串行接口、8255并行接口及時鐘電路幾大模塊。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。外圍接口單元由RS-232接口、RS-485接口、指示電路接口和電話線接口構(gòu)成；控制單元由復(fù)位電路、掉電保護(hù)電路和看門狗電路構(gòu)成。

MCU模塊完成整個系統(tǒng)的控制和相應(yīng)處理；外圍接口單元模塊主要完成本系統(tǒng)與PC機(jī)、遠(yuǎn)程管理中心之間以及下層的各個PoS分機(jī)之間的通信接口；外擴(kuò)存儲器RAM完成對各個PoS分機(jī)上傳輸數(shù)據(jù)的暫時保存，等接收到規(guī)定數(shù)量的數(shù)據(jù)后，統(tǒng)一由MODEM傳到稅控管理中心。

控制單元模塊主要完成用戶對整個系統(tǒng)的控制，即對數(shù)據(jù)提供可靠的掉電保護(hù)，防止掉電后丟失數(shù)據(jù)，對系統(tǒng)提供徹底、統(tǒng)一的復(fù)位，以防系統(tǒng)死機(jī)，實(shí)現(xiàn)對程序的監(jiān)視功能，解決了程序“跑飛”失控及死循環(huán)問題；8250串行接口模塊完成 MCU與嵌入式MODEM芯片的接口。

嵌入式MODEM單元模塊完成數(shù)據(jù)的調(diào)制解調(diào)，并通過電話線接口與遠(yuǎn)程的標(biāo)準(zhǔn)MODEM進(jìn)行通信；8255接口模塊完成數(shù)據(jù)線的擴(kuò)充，提供足夠的數(shù)據(jù)線來驅(qū)動系統(tǒng)的指示電路；時鐘電路模塊主要是為系統(tǒng)提供一個準(zhǔn)確、穩(wěn)定和可靠的時鐘，以便定時和為監(jiān)視器(Watchdog)電路提供方波輸入等。其中，8255接口模塊、8250接口模塊及外擴(kuò)存儲器RAM之間，是通過M68HC912D60的C口的高三位經(jīng)過譯碼后的片選信號控制各模塊的片選來進(jìn)行切換的。

4.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
軟件部分包括PoS稅控盒部分和稅務(wù)部門的主機(jī)上運(yùn)行的服務(wù)器部分。前者是以MCU為的嵌入式系統(tǒng)，全部以匯編語言編寫；后者運(yùn)行于 Windows平臺，采用VB語言。圖3給出了主程序的工作流程。

4.3.1 幀結(jié)構(gòu)

鏈路層有兩種幀結(jié)構(gòu)：命令幀和數(shù)據(jù)幀。

(a)命令幀

用于傳輸建鏈請求、應(yīng)答、請求數(shù)據(jù)等命令以進(jìn)行鏈路控制，命令幀結(jié)構(gòu)如下：

SOH 標(biāo)題開始

TYPE 指示幀的類型

Length 指示幀長度

Command 傳輸?shù)拿?，例如?

命令字符：

AUDIT 請求數(shù)據(jù)

ACK 肯定應(yīng)答

NAK 否定應(yīng)答

EOT 傳輸結(jié)束

(b)數(shù)據(jù)幀

SOH 標(biāo)題開始

TYPE 指示幀的類型

Length 指示幀長度

DATA 傳輸?shù)恼?數(shù)據(jù))

ETB 指示一幀數(shù)據(jù)結(jié)束

ETX 指示所有數(shù)據(jù)結(jié)束

BCC 校驗(yàn)碼

4.3.2 通信的流程

在物理層建立連接后，先發(fā)送一長串同步碼，然后再發(fā)送幀數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)上傳的一方發(fā)送肯定應(yīng)答后開始數(shù)據(jù)傳輸過程。數(shù)據(jù)收集方每接收到一幀數(shù)據(jù)，根據(jù)校驗(yàn)的結(jié)果發(fā)肯定或否定應(yīng)答。

本協(xié)議采用BCC規(guī)則的偶校驗(yàn)。接收端收到一幀數(shù)據(jù)后，若BCC校驗(yàn)有錯，則發(fā)送NAK要求對方重發(fā)上一幀數(shù)據(jù)。對同一幀信息文電如果重發(fā)次數(shù)超出閾值，則本次通信失敗，雙方退出通信過程。

4.3.4 超時控制

通信雙方在收到對方的命令或數(shù)據(jù)后必須在6s以內(nèi)回應(yīng)；若某一方在6s內(nèi)沒有收到對方的回應(yīng)則重發(fā)上的命令或數(shù)據(jù)。允許的重發(fā)次數(shù)為3次。