În acest număr ne vom ocupa de o serie de aspecte hardware legate de soluţiile adoptate pentru realizarea schemei electrice.
Cerinţele ce trebuie îndeplinite de acest sistem electronic sunt deosebite şi au făcut obiectul articolului anterior (Electronica azi, Nr. 15 din 27 septembrie 2001). În conformitate cu acestea modulul electronic fiscal trebuie să controleze comunicaţia cu calculatorul PC, cu imprimanta, respectiv cu display-ul. Pe de altă parte, o componentă a modulului cerută de legislaţie este memoria fiscală, de tip ROM, care poate fi scrisă (programată), respectiv citită, dar nu şi ştearsă sau modificată.
Schema bloc a modulului electronic fiscal este prezentată în figura de mai jos.
Modulul este organizat în jurul unui microcontroler ATMEL 89C52 care este configurat să lucreze cu magistrale externe. Circuitul dispune de 8 Kocteţi memorie ROM ce poate fi secretizată din punct de vedere al accesului la citiri neautorizate, asigurând astfel protecţia firmware-ului înscris. Quartz-ul aplicat microcontrolerului are frecvenţa de 11,0562 MHz. Supervizarea rulării programului de lucru se face prin utilizarea unui circuit watchdog de tip MAX1232, acţionat de un semnal emis periodic de microcontroler. Circuitul generează semnal de iniţializare pentru procesor atât în situaţia apariţiei unor perturbaţii în funcţionarea normală, dar şi atunci când tensiunea de alimentare nu se încadrează în limitele normale. Pentru suplimentarea memoriei de programe a fost conectată la magistralele externe o memorie ROM de 32 Kocteţi (27C256). Menţinerea timpului real, dar şi a altor date în situaţia dispariţiei tensiunii de alimentare s-a făcut prin utilizarea unui circuit SGS Thomson M48T02. Circuitul dispune de o baterie internă de litiu ce permite alimentarea continuă timp de minim 10 ani, în lipsa unei surse externe. Memoria RAM internă are capacitatea de 2 Kocteţi fiind şi ea alimentată de la bateria de litiu în lipsa unei surse externe.
Canalul serial de care dispune microcontrolerul este folosit pentru a asigura comunicaţia cu calculatorul PC. În acest sens este dispus şi un circuit translator de nivel TTL – RS232 de tip MAX232.
Celelalte dispozitive cu care trebuie să comunice modulul fiscal şi anume imprimanta, respectiv display-ul sunt gestionate prin intermediul unui circuit de serializare de tip EXAR XR88C681. Acest circuit este un dublu USART şi, suplimentar, dispune de un port paralel de 8 linii. Cele două canale USART împreună cu translatoarele de nivel RS232 corespunzătoare, de tip MAX 232, asigură funcţiile specificate mai sus.
Imprimanta este de tip EPSON sau compatibilă cu aceasta (de ex. STAR) şi răspunde la un set standardizat de comenzi şi poate imprima atât bonuri fiscale, cât şi role martor, conform normativelor.
De asemenea, display-ul, specific pentru POS (Point Of Sales), prezintă un set standardizat de comenzi (compatibil EPSON).
Prin software, orice comandă transmisă de PC este translatată de către modulul fiscal către imprimantă, în vederea imprimării corespunzătoare, respectiv către display, în vedera afişării. În orice moment de lucru cu aceste periferice se testează de către modulul fiscal starea lor (funcţionalitatea, prezenţa hârtiei la printer, etc.), orice eroare apărută conducând prin software la blocarea funcţionării sistemului.
O componentă deosebită a modulului în care se înregistrează electronic toate tranzacţiile efectuate este memoria fiscală. Practic, pentru lucrul cu aceasta s-a introdus în cadrul modulului un programator pentru memoria ROM 27C4001. Memoria fiscală are capacitatea de 4 Mb, suficientă pentru a acoperi necesităţile ce rezultă din normative.
Accesul la magistralele de adrese s-a realizat prin utilizarea unui circuit de tip port paralel 82C55. Pentru transferul bidirecţional al datelor dintre microcontroler şi memoria fiscală (citire, respectiv scriere) s-a utilizat un circuit de tip buffer biderecţional de tip 74HCT245.
Au fost concepute circuite de alimentare pentru asigurarea tensiunilor necesare programării (+13V, +6,2V), precum şi circuite de comutare ale acestora la pinii corespunzători ai memoriei. Controlul pinilor de comandă s-a făcut prin intermediul liniilor de tip port paralel de la microcontroler.
Au fost prevăzute circuite de protecţie la dispariţia unei tensiuni de programare, astfel încât procesul de programare să fie blocat în astfel de situaţii.
Memoria fiscală este plasată pe un circuit imprimat prevăzut cu un conector având 34 pini. Lipsa memoriei fiscale din modul este semnalizată microcontrolerului care blocează prin software funcţionarea.
Structura a mai fost prevăzută şi cu un circuit de supraveghere a dispariţiei tensiunii generale de alimentare (+12V … +24V), astfel încât în aceste situaţii microcontrolerul să reuşească salvarea datelor curente în memoria RAM din circuitul M48T02 (prevăzut cu baterie de litiu) şi la revenirea tensiunii de alimentare să reia activitatea din lucul în care aceasta a fost suspendată.
Prof. dr. ing. Gheorghe Şerban
Universitatea din Piteşti
Facultatea de Electronică şi Elecromecanică
Catedra de Electronică
e-mail: serban@electra.upit.ro