税控机硬件手册

龙芯1号税控机主板硬件使用手册

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龙芯1号CPU税控机主板硬件使用手册V1.1 江苏龙梦科技有限公司 版权所有 作者：江苏龙梦科技有限公司 江苏省常熟市虞山镇梦兰村 邮政编码：215500

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龙芯1号税控机硬件使用手册

目 录

第一章 龙芯税控机系统组成结构 第二章 主板硬件连接 2.1 电源

2.2 外围接口模块 2.2.1 键盘模块 2.2.2 SMART CARD模块 2.2.3 打印机模块 2.2.4 LCD模块

2.2.5 VFD模块

2.3 主板布局及连接插座 2.3.1 串行端口连接器 2.3.2 RJ-45以太网接口 2.3.3 IDE硬盘接口

2.3.4 USB接口连接插座 2.4 跳线设置

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第一章 龙芯税控机系统组成结构

龙芯1号税控收款机系统组成框图如图1.1所示。龙芯1号CPU、IT8172北桥和IT8712超级I/O芯片构成了整个系统的基本框架。

Power Supply andBackup BatteryGODSON-1SDRAM(MB)GPIOMatrix Keyboard256Kx8 ROMISO 7816TWO SMART CARD8Mx16 Nor FlashIT8172

UART1COM1PARALLEL

32M DOCGPIOIDE (Option)USB 1.1 (Option)Micro Printer10 Segment VFDPCI BUSLPC BUS

RTL8139D ETHERNET(Option)GPIOIT8712 ( I/O )GPIOCLOCK GENERATORLCMUART2UART3PrinterHead中科英泰税控模块COM2

图 1.1 龙芯1号税控收款机组成框图

根据嵌入式系统的特点，此税控机的处理器选用龙芯一号，存储系统选用32MB 的NOR FLASH和32MB的DOC存放数据，32MB或者MB的DRAM作为内存，且可支持512K的ROM BIOS。输入输出系统选用6x16矩阵键盘、128x的LCD和十段的VFD。还提供2个RS232和2个ISO7816接口。另外此系统还提供可选的IDE、USB和网络接口

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第二章 主板硬件连接

主板板图（TOP VIEW）

图2：主板板图

2.1电源

龙芯1号税控机主板需要采用一个可提供24V和5V的稳压电源给系统供电。插接电源连接器之前一定要先确定已正确安装所有组件以确保不会造成损坏，连接电源时，请确保电源插头的插接方向正确，并且针脚均已对齐，然后向下紧压电源插头已连接主板上的连接器。

电源针脚定义

针 脚 信 号

1 5V 2 GND 3 24V 4 GND

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2.2 外围接口模块

主板外部主要连接下列器件：

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2.2.1 键盘模块

龙芯1号税控机采用是6行16列的6×16矩阵键盘（实际为6×13），行为

输入，列为输出。设计中采用IT8172的GPIO端口A的GPD2～GPD7 作为矩阵键盘的第1～6行，并配置为中断源（实际采用动态定时器轮询机制，没有采用中断），无键按下时直接为高电位；为了节省使用有限的GPIO端口，设计中采用了一片74LV1的4-to-16 的译码器，GPIO端口B的GPD8～GPD11接译码器4位输入，矩阵键盘的16列接译码器16位输出，缺省初始化时将16列置为高电位（由于该键盘为13列，所以只需让前13列置高电位即可，方法是初始化GPD8～GPD11为1101或1110或1111均可）。

驱动程序采用动态定时器，通过“列走0法”周期（大约50ms扫描键盘）。“列走0法”是指给矩阵键盘的列送出1个0和13个1，使得0在每一列上都唯一出现一次，同时在键盘行端口进行扫描。具体到本设计中，采用两个长度为列数目的unsigned char型数组，分别记录本次和上次扫描时每列走0时从行线读出的值。当该列中有键按下或释放，则走0到该列时从行线读出的值与上次记录的值不同，该键对应的行从1变为0表示按键事件，从0变为1表示释放键事件。

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2.2.2 Smart Card模块

龙芯一号税控收款机使用的是ITE8172桥片，IT8172集成了两个SO7816接口，分别是SCR0和SCR1。SCR0用作用户卡，SCR1用于税控卡。它们都属于SCR。

SCR是在标准UART原有的寄存器基础上多加了两个寄存器：SFR和SCDR。SFR用来配置SCR的功能，例如SCR使能开/关、FET运行模式（如何给IC卡供电）、FET上电/排电的时间、IC卡时钟频率、UART Rx信号门使能开/关。SCDR控制着复位模式的信号（同步还是异步）以及IC卡时钟频率的除法因子(divider)——和SFR中的[2-3]位一起决定IC卡时钟频率。

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2.2.3 打印机模块

龙芯税控收款机所用的打印机模块是EPSON M-U110II型号的具有税控功能的打印机。它能够打印出，并能保证税控数据的正确生成、可靠存储和安全传输，同时可满足税务机关的税务管理和核查等要求。此打印机模块的各个引脚分别与南桥的GPIO相连。对此模块的实现主要完成以下功能：第一，对硬件的初始化和设备登记申请、步进马达归位控制。第二，对步进马达和进纸马达的控制。第三，对打印针的控制。第四，异常检测和相应处理。

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2.2.4 LCD模块

龙芯税控收款机所用的LCD是一款EDM128P型号的液晶显示模块，它是128*点阵、STN类型、单色显示、LED背光的模块。此模块中的20根引脚跟EV8712南桥相连,其硬件结构原理框图如下所示：

LCD原理框图

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其中IC3为行驱动器。IC1、IC2为列驱动器。IC1、IC2、IC3含有的功能器件有：指令寄存器（IR）、数据寄存器（DR）、忙标志（BF）、显示控制触发器（DFF）、XY地址计数器、显示数据RAM（DDRAM）和Z地址记数器。LCD模块提供了如下命令：显示开关、设置显示起始行、设置页地址、设置Y地址、写显示数据和读显示数据命令。正是用这些命令来实现对LCD的控制。

2.2.5 VFD模块

VFD为Vacuum Fluorescent Display的缩写，国内通常称之为“荧光显

示管”。VFD是从真空管发展而来的显示元件，利用阳极上荧光体受电子的冲击而发光，是一种自发光显示元件。又因为它可以用低电压来驱动，所以，与半导体有较好的相容性，可靠性也高，因而被广泛使用在各种领域。其硬件构成图如下图所示。

VFD原理框图

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税控收款机的VFD（Vacuum Fluorescent Display）选用的是M10MT20BA型号的七段数码管，主要用于显示数字。此模块的接口的三根引脚CLK、DIN和STB分别连到北桥EV8172的GPIO18、GPIO19和GPIO20上。由于VFD模块是只写的，所以北桥EV8172的GPIO18、GPIO19和GPIO20三个引脚都要设置成OUTPUT（输出），这个过程要通过设置EV8172的GPCCR控制寄存器实现。

2.3 主板布局及连接插座

龙芯1号税控机使用龙芯1号处理器，主板通过CHIPSET IT8172提供三个连接插座，可用于连接IDE HDD、扩展SMART CARD，通过LPC IT8712芯片提供TTL串口连接插座，满足用户的不同需求。

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2.3.1 串行端口连接器

主板提供1个9针串行端口连接器(COM2)，可以直接串行设备插接到这个端口上。 针脚信号 说明

1 DCD 数据传输侦测 2 SIN 串行输入或接受数据 3 OUT 串行输出或传输数据 4 DTR 数据终端备妥 5 GND 接地 6 DSR 数据集备妥 7 RTS 请求传送

8 CTS 清除传送

9 RI 响铃指示

2.3.2 RJ-45以太网接口

主板集成RTL8139D 10M/100M 以太网卡，可以通过局域网线连接到INTERNET。

信号 TX+ TX- RX+ NC NC RX- NC NC

针脚1 2 3

4

5 6 7 8

说明

10/100M数据发送正信号 10/100M数据发送负信号 10/100M数据接收正信号 未用 未用

10/100M数据接收负信号 未用 未用

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2.3.3 IDE硬盘接口

主板具有ATA 33总线控制器，可提供PIO模式0～4总线主控及DMA/UDMA 0-2功能，并且兼容ATA/ATAPI-4。为40脚IDE连接器，描述如下：

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40

2

针脚 信号 说明 针脚 信号 说明 1 PCIRST PCI复位信号 21 DDREQ IDE总线DMA请求2 GND 接地 22 GND 接地

3 DD7 IDE总线数据位7 23 DIOW# IO写选通 4 DD8 IDE总线数据位8 24 GND 接地

5 DD6 IDE总线数据位6 25 DIOR3 IO读选通 6 DD9 IDE总线数据位9 26 GND 接地

7 DD5 IDE总线数据位5 27 DIORDYIO访问完成 8 DD10 IDE总线数据位1028 NC 未接

9 DD4 IDE总线数据位4 29 DDACK#IDE总线DMA确认10 DD11 IDE总线数据位1130 GND 接地

11 DD3 IDE总线数据位3 31 DIRQ IDE总线中断 12 DD12 IDE总线数据位1232 NC 未接 13 DD2 IDE总线数据位2 33 DA1 IDE总线地址位1 14 DD13 IDE总线数据位1334 NC 未接

15 DD11 IDE总线数据位1135 DA0 IDE总线地址位0 16 DD14 IDE总线数据位1436 DA2 IDE总线地址位2 17 DD0 IDE总线数据位0 37 DCS0# IDE接口选通0 18 DD15 IDE总线数据位1538 DCS1# IDE接口选通1 19 GND 接地 39 HDDLED硬盘灯指示 20 NC(+5V) 未接（5V电源） 40 GND 接地

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2.3.4 USB接口连接插座

主板提供1个USB接口连接插座，用于支持外接的USB设备，如下图所示：

针脚信号 说明

1 USBVCC1 5V电源

2 USBD1M D-信号线

3 USBD1P D+信号线

4 GND 接地

2.4 跳线设置

本节介绍如何设置龙芯1 号CPU 税控机主板上的跳线，主要设置在JP3，JP4，JP5 上，具体设置如下表：

JP5 JP4 JP3 CPU SDRAM 0 0 0 66.7 66.7 0 0 1 75.0 75.0 0 1 0 83.3 83.3 0 1 1 95.0 95.0

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