0 引言
農(nóng)副產(chǎn)品電子交易系統(tǒng)數(shù)字交易終端簡稱為IC卡智能交易一體機或者POS機。它應用在農(nóng)副產(chǎn)品交易過程中,，系統(tǒng)在供電和通信正常的情況下,，可以為買賣雙方提供可靠、快捷,、方便的交易平臺,。買賣雙方在IC卡交易終端機上進行交易，數(shù)字交易終端機通過讀取并處理電子磅秤的數(shù)據(jù)能進行同一品種多筆累加過磅,、去皮,、預置去皮、按公斤過磅,。IC卡數(shù)字交易終端在交易過程中自動識別買賣雙方管理費費率,，將交易雙方的成交金額自動從買方IC卡轉(zhuǎn)入賣方IC卡中，并從雙方IC中自動扣除市場應收的管理費,。

1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設計

電子結(jié)算系統(tǒng)是一個實時性很強的系統(tǒng),，如果邏輯和時序出現(xiàn)偏差將會引起嚴重后果。本文搭建一個集讀卡,、顯示,、鍵盤、稱重,、打印及通信功能于一體的新型電子結(jié)算終端,。
   
在硬件上采用了Philips公司的LPC2292為中心處理器，并利用PCA82C251實現(xiàn)CAN協(xié)議控制器和物理總線之間的接口，使POS機具有雙向通信的能力,。在軟件上,，移植了嵌入式實時操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ，以實現(xiàn)多任務調(diào)度的優(yōu)勢,。在嵌入式平臺上,，寫入控制程序完成對于各個功能模塊的控制，以滿足處理設備具有較高的處理速度和處理能力的要求,，并且具備了較強的實時任務調(diào)度能力,。

2 系統(tǒng)硬件設計
   
本系統(tǒng)的硬件平臺主要由嵌入式處理器、電源,、CAN總線接口以及各種外部設備等組成,，系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

2．1 微處理器
   
主控芯片選用ARM7系列微處理器LPC2292,。LPC2292是基于一個支持實時仿真和嵌入式跟蹤的32／16位ARM7TDMI-S核的微處理器,，它對代碼規(guī)模有嚴格控制的應用可使用16位Thumb模式將代碼規(guī)模降低超過30 ％，而性能的損失卻很小,。帶有16 KB片內(nèi)靜態(tài)RAM,，256 KB片內(nèi)FLAsH程序存儲器。128位寬接口／加速器,。2個互連的CAN接口,，帶有先進的驗收濾波器，多達112個通用IO口(可承受5 V電壓),，9個邊沿或電平觸發(fā)外部中斷引腳,。多個串行接口，包括2個16C550工業(yè)標準UART,、高速I2C接口(400 Kb／s)和2個SPI接口,。內(nèi)部集成PWM單元、實時時鐘和看門狗等,。豐富的片內(nèi)資源,，使得LPC2292特別適用于工業(yè)生產(chǎn)控制、醫(yī)療系統(tǒng),、訪問控制和POS機,。

2．2 電源和復位電路
   
為了保持各自電源的純潔，采用LPC2292的內(nèi)核和片內(nèi)外設分別由1．8 V和3．3 V供電,。LDO芯片采用了SPX1117M3-1．8，SPX1117M3-3．3,，其特點為輸出電流大,，輸出電壓精度高。由于LPC2292ARM7控制器具有獨立的模擬電源，模擬地引腳,，為了降低噪聲和出錯機率,，模擬電源與數(shù)字電源應該隔離，所以使用了10 mH電感實現(xiàn)隔離,，并在設計PCB時采用大面積敷地,，以降低噪聲。圖2和圖3分別為1．8 V和3．3 V的電源接口電路,。

復位電路采用MAX811芯片,。MAX811為4引腳微處理器電壓監(jiān)視器，具有精密電源監(jiān)控和低功耗的特點,，能監(jiān)視3 V,，3．3 V和5 V的電源電壓，MAX811的工作電壓為1．0～5．5 V,，MAX811為低電平有效復位,。MAX811具有手動復位功能，電源電流6μA,，復位閾值電壓有4．63 V,，4．38 V，3．08 V,，2．93 V和2．63 V五種,，上電復位的脈沖寬度最小為140 ms。當微處理器的電壓VCC低于MAX811的門限電壓時,，內(nèi)部定時器復位到0,，并保持復位輸出端為低電平。當VCC高于門限電壓時,，內(nèi)部定時器開始計數(shù),，計數(shù)到給定值(定時器的溢出期)時，輸出端變?yōu)楦唠娖?。圖4為MAX811的接口電路,。

2．3 CAN總線
   
選用獨立的CAN協(xié)議控制器SJA1000。它是Philips半導體公司CA82CZOOCAN控制器(BasleCAN)的替代產(chǎn)品,，而且還增加了一種新的操作模式——PeliCAN,，這種模式支持具有很多新特性的CAN 2．0B協(xié)議。主要用于移動目標和一般工業(yè)環(huán)境中的區(qū)域網(wǎng)絡控制,。從圖5可以初步了解CAN控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和在現(xiàn)場總線系統(tǒng)中的位置,。

PCA82C251是CAN協(xié)議控制器和物理總線之間的接口，它主要在速度達1Mbaud的應用中使用,。這個器件向總線提供了差動的發(fā)送能力,，向CAN控制器提供了差動的接收能力,。它完全符合ISO“11898—24 V”標準。一個限流電路可防止發(fā)送器的輸出級對電池電壓的正端和負端短路,。雖然在出現(xiàn)這種故障條件時,，功耗將增加，但這種特性可以防止破壞發(fā)送器的輸出級,。圖6是PcA82C251內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖,，圖7是CAN協(xié)議控制器和物理總線之間的接口電路。

PCA82C251與CAN總線的接口部分也采取了一定的安全和抗干擾的措施,。PCA82C251的CANH和CANL引腳各自通過一個電阻與CAN總線相連,，電阻可以起到一定的限流作用，保護PCA82C251免受過流的沖擊,。以CANH和CANL與地之間并聯(lián)了兩個30 pF的小電容,，可以起到濾除總線上的高頻干擾和一定的防電磁輻射的能力。

3 電子交易系統(tǒng)的終端軟件結(jié)構(gòu)設計

由于電子結(jié)算的特殊性,，終端控制系統(tǒng)需要在短時間處理大量交易數(shù)據(jù),，并對外部的事件及時響應。選用開放源碼的嵌入式操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ,。μC／OS-Ⅱ具有規(guī)模小,、可裁剪、實時性好,、易移植的特點,。對實時性和穩(wěn)定性要求很高的電子結(jié)算系統(tǒng)，引入μC／OS-Ⅱ無疑將大大改善其性能,。在編程中使用ARM和Thumb指令集混合編程,，優(yōu)化代碼密度。

3．1 操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ的移植
μC／OS-Ⅱ操作系統(tǒng)具備很好的可移植性,，如果硬件平臺的組成發(fā)生改變,，則只需要對操作系統(tǒng)代碼中與硬件相關的內(nèi)容進行修改即可，與硬件無關的應用代碼無需修改,。

μC／OS-Ⅱ的軟硬件體系結(jié)構(gòu)如圖8所示,，從圖中可以很清楚得看到，對μC／OS-Ⅱ的移植實際上就是對處理器有關的代碼進行重寫或修改,。移植工作主要包括三個部分：OS_CPU．H文件的修改,、OS_CPU_A．ASM文件的修改、OS_CPU_C．C文件的修改,。

3．2 系統(tǒng)主流程
   
系統(tǒng)軟件采用模塊化設計,，包括主程序、初始化程序,、讀卡子程序,、鍵盤掃描子程序,、顯示子程序、傳輸子程序等,。系統(tǒng)中軟件部分采用模塊化設計，若干個小的程序或模塊,，分別進行獨立設計,、編程、測試和查錯,，最后連接構(gòu)成一個完整的應用程序,。對每一個外設都有相應例程，可以方便地進行移植,。系統(tǒng)的主流程如圖9所示,。

    示例代碼(IC卡輸入密碼段)如下：
   

4 結(jié)語
   
系統(tǒng)采用LPC2292與CAN總線的組合可實現(xiàn)對電子結(jié)算系統(tǒng)中對數(shù)據(jù)庫儲存的行情信息快速實時采集，實現(xiàn)實時結(jié)算和交易費用的扣取,。配置的液晶及按鍵模塊使系統(tǒng)具有一定的獨立工作能力,。軟件設計中采用了μC／OS-Ⅱ操作系統(tǒng)，使系統(tǒng)具有強大的多任務管理能力,，大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,。良好的性能、較低的成本,、優(yōu)秀的擴展性使該終端在電子結(jié)算領域具有較大的推廣價值,。