基于STM32的稅控器方案

　　M41T83是一款提供出廠前校準的串行實時時鐘(RTC)芯片(圖4)，包括一個400kHz的I2C接口、模擬校準、一個可編程的自動重載計數器/計時器和兩個鬧鈴。它采用內建晶體的封裝，提前校準精度大約為5ppm，利用一個一次性可編程(OTP)寄存器，可以在工廠測試期間微調片上32.768kHz振蕩器的內部負載電容，確保這些產品每月計時精確度在12s內。另外，當電源電壓VCC斷開時，芯片會自動轉接備用電源，備用電流低至450nA(典型值)，還有一個內置電池監(jiān)控器負責檢查備用電源電壓，當需要更換電池時發(fā)出提示信號。在電源恢復后產生200ms的復位信號，這個上電復位/低壓檢測功能可以為設計工程師節(jié)省一個獨立的板上復位IC。ST還應不同客戶應用的需要，提供M41T82的低價解決方案：去掉了看門狗、方波信號發(fā)生器和鬧鈴提醒功能，但是保留了400kHz I2C總線接口、模擬用戶校準、電源切換高精度電壓參考管、電池監(jiān)控器、12字節(jié)的NVRAM和復位輸出，并采用占位很小的8引腳SOIC低價封裝。

● 電源管理

　　整個系統可以通過USB連接PC供電或通過板上的插座外接電源供電。另外設計了專用的電壓檢測電路對外部供電進行監(jiān)控，并采用一個2.7V、3.3F的電容作為外部供電停止后的備用電源，保證當前稅控流程的完整，防止操作中數據丟失，其保護時間可達15s。

　　● 數據存儲

　　FLASH M25P64通過SPI串行接口與MCU連接，大大簡化了系統設計，減少了封裝的引腳數量及總線干擾。FLASH采用優(yōu)質的CMOS制造工藝，數據保存期限至少20年，每扇區(qū)擦寫次數保證10萬次，其中包括整體擦除和扇區(qū)擦除指令。它的數據傳輸時鐘頻率可達50MHz，數據讀取吞吐量最高50Mbps，并設計有深節(jié)能模式(power-down)，僅消耗1mA電流，從而大幅度降低了系統功耗。在設計中，為了迎合不同用戶的需求，從2MB~16MB容量型號的芯片軟硬件完全兼容，其中軟件被分為兩層：底層API是以頁面和扇區(qū)為對象的讀寫和擦除操作；高層API是以整個統一存儲空間為對象的讀寫透明操作，完全無需顧及因為硬件的特殊性而產生的各種限制(如跨頁編程、跨扇區(qū)編程、在已經有內容的區(qū)域更新內容、跨頁更新內容、跨扇區(qū)更新內容等等)。FLASH的寫操作流程見圖5。

　　● U盤讀寫

　　CH375是一個帶UART接口的USB總線通用接口芯片，內部集成了PLL倍頻器、主從USB接口SIE、數據緩沖區(qū)、被動并行接口、異步串行接口、命令解釋器、控制傳輸的協議處理器和通用的固件程序等；串行接口速度可達460800bps，利用其動態(tài)鏈接庫實現USB-HOST主機方式讀寫U盤。支持常用的FAT12、FAT16和FAT32文件系統，支持U盤最大容量100GB。在讀寫操作中，不需要考慮文件系統，只需要了解文件名、文件長度等基本資料。

　　● 軟件流程

　　STM32稅控器適用于PC開具稅控發(fā)票的場所，通過稅控IC卡的相互認證，可連接外部稅控打印機打印稅控防偽發(fā)票，存儲相關稅控數據，并完成申報完稅及核查的所有稅控應用。其軟硬件設計均通過國家電子計算機質量監(jiān)督檢驗中心的稅控檢測，完全符合國家稅控標準。

　　結束語

　　本方案與其他廠家稅控器方案比較，在生產和研發(fā)成本大大降低的條件下，安全性、功耗和性能方面還有很大的提升。

參考文獻
1. STM32F103xx、M25P64、M41T83、CH375數據手冊
2. ST Tax Box Application Note
3.《GB 18240稅控收款機國家標準》