根据Cortex M3的嵌入式POS体系规划

针对现在嵌入式收款机体系在功用和性价比方面存在缺乏的问题，介绍了一种依据Cortex M3芯片的嵌入式收款机体系。该体系功用全面、功用杰出、界面完善、具有毛病剖析和机器自检功用。工作成果表明，该体系完结了预期方针。

本文介绍了以STM32F107 单片机为中心的POS 机、数据收集和数据输出的小规模出售体系。现在的嵌入式收款机体系在硬件和软件方面在本钱上没有有用的操控，在功用上没有很充沛地开发。而此款POS 体系渠道则具有本钱低价、操作便当、易于自检修理等方面的优势。

POS 机的根本作业原理是先将产品材料输入进SPIFlash 中存储，产品上的条码能够经过扫描枪上的光学读取设备直接读入，依据条形码在收款机内存中的产品数据库找到该产品的相关内容，当然也能够直接用键盘输入条形码。每一笔产品出售明细材料亦可主动计算，并且最多能够存一万笔以上买卖记载。

1 体系规划

1.1 硬件结构

本体系选用ARM Cortex M3 为内核的32 位微处理器STM32F107VC，其主频为72 Hz，该芯片内部选用哈佛结构，内部集成了最大存储空间为256K 的Flash和64K 的SRAM，还有很多的I/O 口和外设(2 个I2 C总线，3 个SPI，2 个I2 S，5 个USART，2 个CAN 等等)衔接在2 个APB 总线上。

该体系硬件首要包括:收款数据处理模块、收款程序存储模块、收款数据存储模块、串口调试模块、收款显现模块、报表打印模块、USB 模块。体系硬件结构框图如图1所示。

图1 体系硬件结构框图

体系的实物图如图2 所示。

图2 体系的实物图

在初始化时，为了便于用户或许修理人员及时了解设备工作状况和数据存储状况，调试信息必须显现在液晶屏上。经过CH452 键盘将中英文输入信息输入到设备上，经过扫描枪将产品中的条形码读取到设备中，最终还可将买卖记载输出到小票打印机上，最多能够一次性记载一万次买卖信息。买卖信息、用户等材料存放在SPI Flash中，时钟信息放在RTC 备用器中。

1.2 外设设备

1.2.1 输入/输出接口芯片和数码管显现芯片

CH452 是数码管显现驱动和键盘扫描操控芯片，能够一起进行64 键的键盘扫描和8 位数码管的操作，具有BCD 译码、闪耀、移位、段位寻址等功用，还能对CPU 供给上电复位信号。

本次研讨目标中CH452的LCD 交流数据功用是经过级联的4 线串行接口完结的。在键盘扫描期间，DIG7~DIG0 引脚用于列扫描输出，并且能够顺次从DIG0 ~DIG7 输出高电平，一起其他的引脚置0。SEG7 ~SEG0引脚都带有内部下拉电阻，用于行扫描输入，在键盘扫描期间输出被制止。

启用键盘扫描功用后，4 线串行接口中的DOUT 引脚的功用由串行接口的数据输出变为键盘中止输出以及按键数据输出。假如有DIGm(m=0，1，2…7)与SEGn(n=0，1，2 …7)的键被按下，那么当DIGm 输出高电平时，SEGn 能够检测到高电平;假如按键有用，按键发生的代码经过DOUT 引脚就能够发生中止，CPU 则用串行接口来读取代码。

别的，CH452 仅支撑每次一起按下一个键，假如有多个键值按下，则取按键代码较小的按键。

表1、表2 是在DIG7~DIG0 与SEG7~SEG0 之间8×8 矩阵的按键编址，按键按下时，状况码位6 总是置1，而按键代码共有7 位，所以当键按下时，CH452 所供给的实践按键代码在下表中的按键编址基础上偏移40H。也便是说，本文设定的按键代码的取值规模应该在40H~7FH 之间。

CH452 还能够操控8 个数码管和64 个LED 灯，在这次项目中依据不同的界面能够用来显现时刻、产品价格等能够用数字表明的参数。

CH452 与作为CPU 的STM32 的衔接方法如图3 所示。

图3 CH452 与STM32F107VC 的衔接

1.2.2 存储设备

W25X16 是华邦公司推出的继W25X10/20/40/80 后容量更大的FLASH 存储器产品，它有占用空间小、运用寿命长、功耗较低一级长处。W25X16 能包容2 MB，散布在8 192 个编程页上。它分为32 个块，每个块由16 个扇区组成，W25X16 的最少擦除单位便是一个扇区(4 KB)。W25X16 与STM32F107VC 的衔接方法如图4 所示。

图4 W25X16 与STM32F107VC 的衔接

1.2.3 打印机

本次项目选用热敏打印机来输出每次买卖信息。商宝热敏打印机支撑并口、串口、USB、LAN 网络等途径传输数据，带有384 个方点的带加热点阵固定打印头。打印机经过CPU 传输的数据逻辑操控点阵，并且操控进纸，然后在热敏纸上印出字体，打出顾客需求的包括买卖信息的小票。

1.2.4 扫描输入设备

扫描枪运用收集到的条形码上强弱不同的反射光，经过光学体系成像经过光电转换器将光信号转换成电信号，译码器依据丈量而来的脉冲信号0、1 来判别条和空的数目，得到的数据还要经过对应的编码规矩(比方本次项目所用的扫描仪运用EAN 13 码)转换成条形码序列号。

1.2.5 显现设备

TFT LCD 因其具有大容量、高速度和高对比度显现等，成为当时显现范畴的干流。LCD 运用了液晶的电光效应，经过电路操控液晶单元的透射率及反射率，然后发生不同灰度层次及多达1670 万种色彩的靓丽图画，显现需求的英文和汉文信息都是经过点阵原理完结的。

本次项目选用SSD1289 液晶显现屏来输出收款机各个界面，SSD1289 是一款带有262 144 种色彩的薄膜场效应管LCD 的操控器，它的屏幕尺度为57 mm×79 mm，有用显现面积为51 mm×65 mm。它具有240×320 的分辨率，SSD1289 具有4 种接口形式:i8080 的MPU 接口、VSINC 接口、SPI 接口和18 位RGB 接口。STM32F107VC 经过FCMS 总线来操控LCD 的驱动。液晶与STM32F107VC 的衔接方法如图5 所示。

图5 SSD1289 与作为CPU 的STM32F107VC 的衔接

下列是液晶部分的初始化操作。

① 翻开晶振:

LCD_WriteReg(0x0000，0x0001);

② 驱动输出操控(240×320 的分辨率):

LCD_WriteReg(0x0001，0x6B3F);

③ 扫描开端地址:

LCD_WriteReg(0x000F，0x0000);

而液晶屏假如要显现色彩缤纷的图画或许文字就需求软件对它进行操控，而这是具有必定复杂度的，下列是液晶部分的部分高档函数操作。

(1 )设置光标函数

Set_LCD_Cursor(u8 x，u16 y，u8 CursFlag，u32 CursCycleTime，u8 high，u8 width);

其间，x，y 是光标闪耀的方位;CursFlag=1 表明显现光标;CursFlag=0 表明不显现光标;CursCycleTime 是光标闪耀的周期;high 和width 则别离表明光标的高度和宽度。

(2)画线函数

LCD_DrawLine(u8 x，u16 y，uint16_t Length，uint8_t Direction，u16 LineColor);

其间，x，y 是方位坐标，Length 是指线的长度，Direction是指线的朝向，LineColor 则设定线的色彩。

(3)显现汉字

LCD_Disp_HZ_CharString(u8 x，u16 y，u8 *str，u16fontcolor，u16 backcolor);

其间，x，y 是方位坐标，str 指针指向汉字或英文字符编码fontcolor，backcolor 别离显现字符显现色彩和布景色彩。

2 软件框图

依据项目的整体规划，管理员及收银员软件体系框图别离如图6、图7 所示。

图6 管理员体系软件结构框图

3 体系的工作状况

3.1 机器自检

该套电子设备具有机器自检功用，用户经过输入管理员暗码进入“设置”，然后再进入“机器测验及其成果显现”就能够及时了解机器工作是否正常，如图8 所示。

图7 收银员体系软件结构框图

图8 机器测验及其成果显现

3.2 工作成果

在履行“登陆”→输入“收银员”暗码→“收款”，然后就能够呈现收款界面。这个时分不管用扫描枪和产品编号输入数字，都能够把产品编号输入在框内，并且数量框也能够自行输入每件产品的数目，然后按回车键结账。最终，能够在打印机上显现打印小票，并且在LCD 上显现收款界面收款界面——编者注。

假如想要录入产品信息，能够履行“登陆”→输入“管理员”暗码→“录入产品信息”，然后就能够呈现录入产品信息界面略——编者注。此刻，能够按中英文输入切换键和大小写切换键别离切换输入的语言和英文大小写。

结语

运用STM32F107VC 作为便携式POS 机的硬件渠道，能够较大起伏地降低本钱，操作愈加便当，一起POS机的根本功用并没有因此而削弱。而POS 机功用在STM32F107VC 上的开发还能够愈加充沛，比方运用USB接口把更多的重要材料存储在上位机中等。