税控收款机异常断电打印发票无缺陷的方法及装置

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(21)申请号 CN2.8

(22)申请日 2004.10.19

(71)申请人 宁波三维技术有限公司

地址 315040 浙江省宁波市科技园区科达路82号宁波三维技术有限公司

(72)发明人 李刚 陈海霞 李剑日 刘勇 王芳 吴长先 董翩翩

(74)专利代理机构 宁波天一专利代理有限公司

代理人 杨高

(51)

G06F1/30

G07G1/12

(10)申请公布号 CN 1601441 A

(43)申请公布日 2005.03.30

权利要求说明书 说明书 幅图

(54)发明名称

税控收款机异常断电打印发票无缺

陷的方法及装置

(57)摘要

税控收款机异常断电打印发票无缺

陷的方法及装置，装置包括微处理器1、

外部数据存储器5、键盘驱动电路7、显示

器驱动电路8、RS232接口6和电源电路，

微处理器的输入端连接断电检测电路和断

电保护电路，输出端连接打印机电机控制

电路和打印针控制电路，税控收款机运行

在正常打印发票瞬间断电时，断电检测电

路输出脉冲信号至微处理器，使微处理器

运行断电保护程序，同时启动断电保护电

路工作；微处理器进入判断打印断电瞬间

工作状态，并把断电瞬间的打印相关参数

存储在外部数据存储器中；电源恢复时进

行上电检测，判断前次断电瞬间的工作状

态，从外部数据存储器中读取相对应状态

的打印相关参数，控制打印机继续完成发

票无缺陷打印。

法律状态

法律状态公告日

法律状态信息

法律状态

权 利 要 求 说 明 书

1、税控收款机异常断电打印电发票无缺陷的方法，其特征在于包含以下步骤：

税控收款机在正常供电情况下发生打印发票瞬间断电时，

a、断电检测电路(4)输出脉冲信号至微处理器(1)，使微处理器(1)运行断电保护程序，

同时启动断电保护电路(3)工作；

b、微处理器(1)进入判断打印机断电瞬间的工作状态，并把断电瞬间的打印相关参

数存储在外部数据存储器(5)中；

c、电源恢复时进行上电检测，判断前次断电瞬间的工作状态，从外部数据存储器

(5)中读取相对应状态的打印相关参数，控制打印机继续完成发票无缺陷打印。

2、控收款机异常断电打印发票无缺陷的装置，它包括微处理器(1)、外部数据存储

器(5)、键盘驱动电路(7)、显示器驱动电路(9)、RS232接口(6)和电源电路，其特征

在于微处理器(1)的输入端连接断电检测电路(4)和断电保护电路(3)，输出端连接打

印机电机控制电路(2)和打印针控制电路(8)。

3、根据权利要求2所述的控收款机异常断电打印发票无缺陷的装置，其特征是断

电检测电路(4)由集成电路U23A、齐纳二极管ZD4、电容C48、C49、C51、电阻

R72和三极管Q8组成。

4、根据权利要求2所述的税控收款机异常断电打印发票无缺陷的装置，其特征是

断电保护电路(3)由二极管D21、D22、D23、电阻R75、R77和可充锂电池BT1组

成。

5、根据权利要求2所述的税控收款机异常断电打印发票无缺陷的装置，其特征是

打印机电机控制电路2由步进电机专用驱动芯片U20、U21、电容C37～C46、电

阻R55～R68、二极管D12～D19组成。

6、根据权利要求2所述的税控收款机异常断电打印发票无缺陷的装置，其特征是

主板储能电容为4700-15000微法。

7、根据权利要求1所述的税控收款机异常断电打印发票无缺陷的方法，其特征是

税控收款机异常断电时刻，断电检测电路(4)输出低电平触发微处理器(1)产生断电

中断函数，同时启动断电保护电路(3)工作。

8、根据权利要求1所述的税控收款机异常断电打印发票无缺陷的方法，其特征是

税控收款机异常断电处理步骤，在断电时刻税控收款机正处于打印发票信息的状态，

在断电中断函数中立即将打印机的滑架电机移动步数、进纸电机移动步数、当前行

字符点阵信息、打印针出针次数、当前打印针点阵信息和打印缓冲区字符信息相关

参数存储于外部数据存储器(5)。

9、根据权利要求1所述的税控收款机异常断电打印发票无缺陷的方法，其特征是

税控收款机恢复供电后处理步骤，在系统恢复供电后，税控收款机判断出前次是异

常断电，从外部数据存储器(5)中读取滑架电机移动步数、进纸电机移动步数、当

前行字符点阵信息和打印针出针次数、当前打印针点阵信息、打印缓冲区字符信息

相关参数，并控制打印机根据上述参数，完成发票的无缺陷打印。

说 明 书

技术领域

本发明涉及税控收款机在发票打印瞬间断电情况下的无缺陷打印。

背景技术

根据国家税控收款机标准，税控收款机的发票必须由打印机打印输出，并保证打印

输出信息的完整性。无论在硬件实现以及软件驱动方面，都有多种不同的方式实现

发票信息(中、英文、特殊符号)字符的打印。

但是在打印过程中突然断电情况下，发票数据打印的完整性方面存在一定的缺陷。

如果税控收款机系统在没有UPS等外围设备进行断电保护的情况下，一旦发生异

常断电，目前市场上的税控收款机无法正常打印完当前的发票数据信息。而重新开

机之后，税控收款机也无法将停电时刻的发票数据信息正确清晰地打印输出，给消

费者的阅读带来一定的困难。

税控收款机推广之后，其打印输出的发票将是经营者和消费者之间一种有效交流的

信息载体，也是经营者和消费者之间交易的判断有力依据，受到法律的承认和保护。

发明内容

正因为发票具有如此重要的作用，以及市场上税控收款机普遍存在的发票打印瞬间

断电时有缺陷的现象。本发明的目的是通过软件和硬件相结合使税控收款机在无外

接外围设备状态下，发票打印瞬间发生断电时，能够实现发票数据信息无缺陷打印

的系统方案，保证了发票信息的完整性和一致性。

本发明采用下述技术方案实现上述目的。

税控收款机运行在正常供电情况下发生打印发票瞬间断电时，

a、断电检测电路4输出脉冲信号至微处理器1，使微处理器1运行断电保护程序，

同时启动断电保护电路3工作；

b、微处理器1进入判断打印机断电瞬间的工作状态，并把断电瞬间的打印相关参

数存储在外部数据存储器5中；

c、电源恢复时，进行上电检测，判断前次断电瞬间的工作状态，从外部数据存储

器5中读取相对应状态的打印相关参数，控制打印机继续完成发票无缺陷打印。

税控收款机异常断电打印发票无缺陷的装置，它包括微处理器1、外部数据存储器

5、键盘驱动电路7、显示器驱动电路9、RS232接口6和电源电路，其特征在于微

处理器1的输入端连接断电检测电路4和断电保护电路3，输出端连接打印机电机

控制电路2和打印针控制电路8。

本发明的实现步骤具体描述如下：

税控收款机在发票打印瞬间断电时控制步骤：在税控收款机的运行过程中，由系统

的断电检测电路4，专门对电源模块输出电压进行检测。正常供电情况下，电源模

块是性能稳定的开关电源，输出电压相当稳定，一般保持在+24V左右，高于断电

门限电压+21V；当发生断电异常情况时，电源模块的输出电压随之下降，当输出

电压低于门限+21V，此时税控收款机的断电检测电路4就立刻输出一个低电平信

号给微处理器1的断电中断端口，而税控收款机系统微处理器断电中断端口采用外

部低电平触发的方式。因而一旦断电检测电路输出一个低电平，微处理器1立即响

应电源模块的断电异常情况，进入断电中断函数；主板上有一个大容量储能电容，

具备一定的蓄电能力，在异常断电之后，微处理器并不立即停止工作，保证断电中

断函数的完全执行，保存系统相关数据，提高税控收款机系统工作的稳定性。

税控收款机断电中断处理步骤：当发生异常断电时，触发税控收款机的断电中断函

数后，系统首先判断目前的工作状态；如果在断电时刻，税控收款机未使用打印机

模块进行发票数据输出，断电中断函数不对打印机滑架电机移动步数、进纸电机移

动步数等打印机相关信息进行保存；如果在断电时刻，系统正处于打印发票信息的

状态，在断电中断函数中立即将打印机的滑架电机移动步数、进纸电机移动步数、

当前行字符点阵信息、打印针出针次数、当前打印针点阵信息和打印缓冲区字符信

息等相关参数存储于外部数据存储器5；并将税控收款机系统中异常断电状态参数

激活，同时存储其它重要的系统参数。外部的数据存储器5由一块可充电锂电池组

成的断电保护电路3进行长期保存，保证静态数据存储器中数据的正确性。

恢复供电后税控收款机的启动步骤：电源恢复供电，人工开机；税控收款机进入上

电检测程序模块，系统对异常断电状态参数进行判断，一旦判断出该参数被激活，

税控收款机确认前次发生了异常断电、中断打印情况，立刻进入断电重启后的发票

信息完整性保护函数，读取在断电中断函数时保存在外部数据存储器(5)的众多打

印参数及状态，根据参数值和特性，控制打印机进行相应的操作，实现发票断电的

无缺陷打印。

税控收款机打印完整性处理步骤：断电处理程序进入发票信息完整性保护后，系统

自动读取在断电中断函数中，保存在外部数据存储器中的打印机的滑架电机移动步

数、进纸电机移动步数、当前行字符点阵信息、打印针出针次数等相关参数；根据

保存的滑架电机移动步数、进纸电机移动步数，控制打印机滑架电机移动到断电时

刻的位置；根据保存的打印针出针次数、当前行字符点阵信息获得断电时刻打印针

应有具有的点阵信息；根据断电时刻当前行字符点阵信息，将断电时刻的发票行信

息无缺陷、连贯的打印输出，最终实现发票数据在断电时刻的无缺陷打印。

附图说明

图1为本发明的基本结构方框图；

图2为本发明的基本结构电路图；

图3为本发明的打印机电机控制电路图；

图中PFM/A、PFM/B、PFMA、PFMB、CM/A、CM/B、CMA、CMB为电动机驱

动端。

图4为异常断电瞬间打印机模块运行控制流程图；

图5为正常供电后打印机模块运行控制流程图；

具体实施方式

微处理器1选用内部集成各种硬件外设，例如RAM、I/O口、A/D与D/A转换器、

定时记数器、串行口，带有中断功能的高速执行的CPU。外部设备和内部RAM的

寻址空间都是统一编址，它总的寻址空间可以达到1M字节。

参看图2，税控收款机异常断电打印发票无缺陷的装置由晶体振荡器X1向微处理

器1提供精确的工作频率；微处理器通过数据线、地址线、一般输入、输出口连接

打印机电机控制电路2、断电保护电路3、断电检测电路4、外部数据存储器5、

RS-232接口6、键盘驱动电路7、打印针控制电路8、显示驱动电路9组成。

打印机电机控制电路2由步进电机专用驱动芯片U20、U21、电容C37～C46、电

阻R55～R68、二极管D12～D19组成。用于打印机滑架电机和进纸电机的控制。

电机驱动采用电机专用驱动芯片，具有750mA电流连续输出、内部嵌入二极管、

内部脉宽电流控制，可靠性高。

断电检测电路4采用集成电路U23A、齐纳二极管ZD4、电容C48、C49、C51、电

阻R72和三极管Q8，对电源模块的电压进行断电检测。正常情况下电源模块输入

为+24V电压，经过稳压二极管ZD4(20V)，通过U23A在它的第3脚输出为低电平，

再经过三极管Q8，断电检测电路输出就变成高电平。当输入的电压降到+21V左右

时，断电检测电路输出就会变成低电平，作为外部中断源触发微处理器产生断电中

断。其中C48容量在4700～15000微法，在断电时刻作为储能电容，为微处理器

U1短暂供电。

断电保护电路3由二极管D21、D22、D23、电阻R75、R77和可充锂电池BT1组

成。当外部电池电压大于D22阴极电压时，电池就会向外界供电。当电源电路不

再供电，可充锂电池立即给外部数据存储器进行供电，保证数据的正确性。

外部数据存储器电路5是由高速、512K字节CMOS工艺、低功耗静态随机存储器

组成。它使用了现代公司的CMOS处理工艺。它适合应用在低电压操作和后备电

池应用的领域，在电压低至2.0伏时数据还可保存完整。全静态输入输出操作，快

速读写时间。在电源断电情况下，由断电保护电路供电，保证数据的正确性。

RS232接口6采用MAX232标准串口通用芯片，实现与外部的串口通信。

打印针控制电路8由TA2、TA3专用驱动打印针集成电路组成。此芯片是达林顿

功率管阵列，具有浪涌电流吸收功能。

断电瞬间、恢复供电后，税控收款机无缺陷打印控制流程描述如下：

参看图4，从步骤100税控收款机进入步骤101系统正常运行状态；当发生步骤

102税控收款机的系统电源低于21V，此时步骤103税控收款机断电检测电路检测

到电源电压下降现象，当电源电压低于+21V断电中断的门限电压值时，断电检测

电路输出低电平到微处理器的中断端口；步骤104触发微处理器响应中断函数；步

骤105在中断函数中判断打印机是否处于工作状态，如果打印机未处于工作状态，

税控收款机进入步骤107在外部数据存储器中保存系统重要数据；如果打印机处于

工作状态，税控收款机进入步骤106在外部数据存储器中保存打印机相关参数，例

如滑架马达移动步数、进纸马达移动步数、当前行字符点阵信息、打印针出针次数，

当前打印针点阵信息，打印缓冲区字符信息等打印相关信息。然后税控收款机进入

步骤107进行系统重要参数保存。针对以上情况完成数据的保存之后，步骤108税

控收款机退出断电中断函数；步骤109系统结束断电保护流程。

参看图5，重新上电之后，由步骤200进入税控收款机上电流程，步骤201是税控

收款机重新启动，进入程序运行状态，然后步骤202进入系统初始化，建立税控收

款机的工作环境；步骤203判断前次是否为异常断电，如果前次税控收款机为正常

关机，税控收款机不进行断电保护操作，而直接进入步骤208税控收款机系统正常

运行状态；如果判断出前次为异常断电，税控收款机接着进行步骤204判断系统是

否在打印过程中发生异常断电；如果税控收款机在断电时刻未处于打印针工作状态，

步骤207税控收款机就只从外部数据存储器读取系统重要参数，随后步骤208进入

系统正常运行工作状态；如果税控收款机在打印针工作状态发生异常断电现象，步

骤205税控收款机从外部数据存储器读取在断电时刻保存的打印机相关参数；并在

步骤206根据打印机相关参数，例如断电时刻的马达位置和打印点阵信息，控制打

印机完成断电发票无缺陷打印；随后再允许步骤208、步骤209进入税控收款机正

常运行状态。