數(shù)字式控制器硬件的電路設(shè)計(jì)分析

王健　邸小坤

摘要：POS機(jī)是目前我國開展商業(yè)運(yùn)作過程中實(shí)行商品交易的主要設(shè)備用具之一，也是集成眾多新型科學(xué)技術(shù)的設(shè)備之一。本文以POS機(jī)為研究對象，分析數(shù)字式控制器硬件的電路設(shè)計(jì)，了解設(shè)計(jì)POS機(jī)期間所采用的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換方法，期望能夠進(jìn)一步完善POS機(jī)這類數(shù)字式控制器元件中的數(shù)字信息。本文先討論P(yáng)OS機(jī)這類數(shù)字式控制器硬件的總體設(shè)計(jì)方案，然后討論數(shù)據(jù)處理器選型以及具體的電路設(shè)計(jì)情況。

關(guān)鍵詞：數(shù)字式;控制器硬件;電路設(shè)計(jì);POS機(jī)

前言：

數(shù)字化控制器是 POS機(jī)核心運(yùn)作系統(tǒng)的重要組成部分，其在系統(tǒng)中接收到顧客的信息通過數(shù)字信號轉(zhuǎn)變成電路控制信息反饋給后臺(tái)。結(jié)合目前數(shù)字化控制器的功能進(jìn)行分析，利用功能框架結(jié)構(gòu)完成 POS機(jī)核心運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)控制器整體的設(shè)計(jì)。

1 POS機(jī)電路設(shè)計(jì)總體方案

在設(shè)計(jì)POS機(jī)這類數(shù)字式控制器硬件中的電路時(shí)，需要遵從電路控制要求中的信號切換要求，除了要完成電路信息整合，也要做好控制輸出。此時(shí)，控制設(shè)備才能在執(zhí)行電信號的各項(xiàng)操作以后，重新定義輸出控制的相關(guān)信息。當(dāng)然，整個(gè)過程可以融入數(shù)字信息轉(zhuǎn)換方式來達(dá)到信號轉(zhuǎn)換的目的，因此，POS機(jī)的控制電路設(shè)計(jì)可以直接與數(shù)字信號處理融合起來，搭建數(shù)字處理模塊。如圖1所示為智能式手持POS機(jī)控制電路設(shè)計(jì)情況，從圖中信息可以了解到，在確定好具體的數(shù)字處理模塊以后，為了保證數(shù)字模塊能夠快速處理電路中的信號轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)POS機(jī)的各項(xiàng)功能，還需要配合其他的輔助模塊，以模擬量輸入電路和數(shù)字量輸入電路等多種方式來輔助電路信號信息處理。

2 數(shù)據(jù)處理器選型

數(shù)據(jù)處理器是數(shù)字式控制器的核心，也是數(shù)字信號控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能的主要載體，按照數(shù)字式控制器的功能特征，根據(jù)數(shù)字式控制器對數(shù)字信息的控制與采集狀態(tài)，可以利用數(shù)字處理器實(shí)現(xiàn)對多種軟件的操控，不同的算法控制不同的軟件，呈現(xiàn)出數(shù)字式控制器的多樣化和即時(shí)性特征。數(shù)據(jù)處理器本身因多任務(wù)管理功能和多線程數(shù)據(jù)處理功能，需要設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)電路期間選擇主頻較高的存儲(chǔ)芯片，該類型芯片能夠滿足數(shù)據(jù)處理器高效處理大量數(shù)據(jù)信息的需求。

3 通信電路設(shè)計(jì)

比較而言，由于串行式通訊集成電路擁有傳輸距離較遠(yuǎn)、設(shè)備運(yùn)行速度平穩(wěn)、材料成本低等優(yōu)點(diǎn)，在許多電路設(shè)計(jì)中都被普遍使用。而目前所利用的串行式通訊總線設(shè)計(jì)技術(shù)對于POS機(jī)運(yùn)作控制系統(tǒng)而言也十分關(guān)鍵，因?yàn)楦鞣N串行總線組成了POS機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)通信的關(guān)鍵操作設(shè)備，在通訊控制系統(tǒng)串行總線中起著難以取代的關(guān)鍵角色。而目前利用的串行式通訊總線對核心系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)來說也十分關(guān)鍵，可以在較大程度上提高POS機(jī)與核心運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)信號的傳輸。在當(dāng)次產(chǎn)品設(shè)計(jì)中一般選用并發(fā)控制線程較高的晶片，以便實(shí)現(xiàn)串行接口中電路結(jié)構(gòu)的完整，同時(shí)使用隔離型設(shè)備向整體系統(tǒng)進(jìn)行供電，以降低其他電子設(shè)備對該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的影響。而整個(gè)的電路設(shè)計(jì)則分為主晶片和輔助晶片來實(shí)現(xiàn)，在不同電子設(shè)備的聯(lián)合運(yùn)行下，為輔晶片就能夠完成對傳輸信息的控制。

4 輸入模塊電路設(shè)計(jì)

通過模擬電路信號傳輸就能夠進(jìn)行各種頻率的變換，因此下面主要結(jié)合了模擬與數(shù)字信號的變換過程并加以分析。在模擬量不同的輸入輸出裝置中，需要通過取樣和信號模擬的方法來收集數(shù)據(jù)信號，同時(shí)根據(jù)各種通道結(jié)構(gòu)的選擇來判斷其他的輸入輸出順序，在取樣完畢之后根據(jù)模擬電路的輸出轉(zhuǎn)換進(jìn)行相關(guān)的運(yùn)算。在對本次輸出信息的監(jiān)控流程中，對數(shù)碼信息的仿真轉(zhuǎn)化與連接功能的完成是十分關(guān)鍵的，而且一定要根據(jù)對數(shù)碼信息的連接仿真轉(zhuǎn)化功能完成信息的分配。在進(jìn)行了這些試驗(yàn)之后，還需要進(jìn)行對某些信號的輸入或輸出信號濾波，和對輸入變頻信號的調(diào)節(jié)。在進(jìn)行了上述運(yùn)算之后，按照的傳感器動(dòng)作，在輸入直流電流與電壓變化時(shí)分別加以控制。再經(jīng)過運(yùn)算，選擇了適當(dāng)?shù)碾娏鬟M(jìn)行對輸出信號和傳感器動(dòng)作的控制，從而使直流電流轉(zhuǎn)量改為正常電壓，并在最后變成了數(shù)字信號輸出。直流通信的控制在完成與數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換之后，可以利用連接方式進(jìn)行載波抑制，從而起到了阻斷其他信息的效果。

5 輸出模塊電路設(shè)計(jì)

5.1 模擬量輸出電路設(shè)計(jì)

模擬量輸出電路信息的抑制，同時(shí)也需要采用線程較高的電子抑制芯片，這種芯片可以使用并行總線控制的總線技術(shù)來實(shí)現(xiàn)信息的變換，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)輸出信號的效果。輔助芯片在完成輔助電壓變換的同時(shí)，也需要進(jìn)行對特定輸出電壓的限制變換。它們根據(jù)數(shù)字信息的輸入輸出功能，進(jìn)行對直流電路輸入輸出的模擬信號量控制。對進(jìn)入或出口電平所代表的數(shù)字信息而言，其也需要采用相關(guān)的硬件設(shè)計(jì)來進(jìn)行針腳引線的設(shè)定。而直流電路信息則同時(shí)地也需要滿足采用并聯(lián)的電平輸出設(shè)備實(shí)現(xiàn)插針間的連線。

5.2 數(shù)字量輸出電路的設(shè)計(jì)

對于數(shù)字量輸出控制的電路來講，它在最大程度上就能達(dá)到信息分離的效果。而輸出電路的控制器，也就能利用反向運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)電平的輸入輸出，并利用感光二極管的表現(xiàn)方式來顯示出來。輸出電平就能在與集成電路中阻值的聯(lián)系下實(shí)現(xiàn)對應(yīng)的導(dǎo)通效應(yīng)，從而產(chǎn)生對應(yīng)的最低電平值。在這種狀況下就能實(shí)現(xiàn)大數(shù)量信息的內(nèi)部傳遞以及對各種信息的外部執(zhí)行動(dòng)作，這對于目前POS操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作而言十分關(guān)鍵，因?yàn)橛兄谕瓿蓪ζ鋬?nèi)部工作體系的監(jiān)控。另外針對輔助模塊的設(shè)計(jì)而言，能夠使用計(jì)時(shí)裝置完成對各種接口動(dòng)作的執(zhí)行，同時(shí)確保其內(nèi)部存儲(chǔ)信息沒有遺漏，以及完成對這些數(shù)據(jù)的離線查詢。

結(jié)束語

本文主要結(jié)合對國內(nèi)外某些POS機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)電路信息進(jìn)行系統(tǒng)分析研究，從數(shù)碼集成電路的輸入輸出設(shè)計(jì)原理來探討總體設(shè)計(jì)方法的可行性，再研究其基礎(chǔ)方案設(shè)計(jì)的可行性以及根據(jù)模擬數(shù)字信息與不同頻率變換后的電路信息進(jìn)行信號的輸入輸出與控制。數(shù)字處理器所帶來的高可靠數(shù)據(jù)處理方法已逐步運(yùn)用于POS機(jī)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)中，并引起社會(huì)普遍關(guān)注。

參考文獻(xiàn)

[1]夏歡，陳世元. 基于DSP電動(dòng)汽車交流系統(tǒng)控制器的硬件設(shè)計(jì)[J].? 2021（2013-3）：85-88.

[2]張東瑩. VHDL硬件描述語言在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J]. 電子制作，2021（6）：3.

[3]黃祺晟，楊紀(jì)明，周章文，等. 航空發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)字式電子控制器綜合測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 空軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2020，21（4）：6.