基于LPC2138的超市收银机系统设计

2010-08-14刘坚强王永才佟忠正王化明

单片机与嵌入式系统应用 2010年3期

刘坚强,王永才,佟忠正,王化明

(1.东北大学信息科学与工程学院,沈阳110819; 2.青岛理工大学琴岛学院)

刘坚强(硕士研究生),研究方向为嵌入式系统开发、智能检测;王永才(助教),研究方向为嵌入式技术及仪器等;佟忠正、王化明(硕士研究生),研究方向为电力系统自动化。

1 ARM7 LPC2138介绍

Philips公司的32位的ARM7 LPC2138微控制器具有强大的存储空间,内嵌32 KB片内静态RAM和512 KB的Flash存储器;可以实现在系统可编程(ISP)、在应用可编程(IAP);2个8路10位A/D转换器、1个D/A转换器,转换迅速、准确;引脚资源丰富,多达47个可承受5 V电压的通用I/O口;多个串行接口,包括2个16C550工业标准 UART、2个高速I2C接口(400 kbps)、SPI和具有缓冲作用和数据长度可变功能的SSP。LPC2138可以移植μ C/OS-II操作系统,软件的可移植性好,工作可靠。

2 实现原理及系统结构

系统结构框图如图1所示。

图1 系统结构框图

系统采用ARM7 LPC2138芯片作为主控制器,嵌入μ C/OS-II实时操作系统,对系统进行控制和管理。通过模拟PS/2标准协议,实现了 AS8110条形码输入器和PS/2标准键盘输入;通过 I2C总线接口扩展了PCF8563实时时钟芯片获取实时时钟,E2PROM存储器AT24C256芯片实现系统重要参数的断电保护;扩展数字温度传感器DS18B20和HM1500湿度传感器,对超市环境进行实时检测,在异常情况下通过声光进行报警提示;采用DM B32240A-01W大屏幕彩色LCD显示终端进行显示,人机交互界面友好;通过扩展汉字微型打印机,实现购物小票的打印;系统扩展了语音控制器SPCE061,实现语音播放及语音识别等功能;同时,还外扩了一个串行口,可以通过485总线将所有超市收银系统构建一个网络,通过一个中心PC主机进行统一管理。

3 系统硬件设计

3.1 键盘输入接口电路设计

针对超市收银机对键盘的特殊需要,采用双键盘,即4×6简易键盘和PS/2键盘。

(1)4×6简易键盘

系统扩展4×6简易键盘,通过行列扫描的方式读取键值。键盘接口和定义如图2和图3所示。

图2 4×6简易键盘接口

图3 4×6简易键盘功能定义

(2)PS/2键盘

PS/2键盘是微机标准键盘。它与微机通过PS/2协议进行信息通信,接口电路如图4所示。

图4 PS/2接口定义

只要ARM微控制器使用PS/2协议就能取得键盘数据,标准键盘提供至少86个功能键供用户使用。扩展PS/2标准键盘可实现多种汉字输入等功能。

如图5所示,键盘接口使用 2条数据线,数据位在CLOCK(时钟脚)的下降沿被 PC机ARM读入,接收数据时使用外部中断EXT0。

图5 PS/2协议时序

3.2 条形码输入器接口电路设计

系统采用标准键盘PS/2接口与LPC2138接口与PC机标准键盘并线使用,接口简单。接口电路如图6所示。

图6 键盘和条形码扫描器接口电路

AS8110条码阅读器功能:

①手持近距虹光条码阅读器,内置解码器,准确识读各种一维条码。

②AS8110条码阅读器拥有7种提示音和音量可调的蜂鸣器,可根据使用的环境调节蜂鸣器的音量。

③AS8110条码阅读器有多个内置接口(RS-232、键盘接口、光笔及先进的USB接口)。

3.3 打印机接口电路设计

汉字微型打印机为针式打印机。打印机接收主机送来的代码,经过打印机输入接口电路的处理后送至打印机的主控电路;在程序的控制下,产生字符或图形的编码,驱动打印头打印一列的点阵图形,同时字车横向运动,产生列间距或字间距,再打印下一列,逐列进行打印;一行打印完毕后,启动走纸机构进纸,产生行距,同时打印头回车换行,打印下一行。上述过程反复进行,直到打印完毕。

使用74HC164串入/并出串行接口打印机,接口电路如图7所示。