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  • 您的位置:写论文网 > 艺术论文 > 音乐论文 > 什么是数字签名技术_数字签名... 正文 2019-12-28 07:25:22

    什么是数字签名技术_数字签名技术在手持式设备上的应用

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    数字签名技术在手持式设备上的应用

    数字签名技术在手持式设备上的应用 关键词:数字签名 液晶显示 触摸屏 SED1335 ADS7846 电子签名技术是通过电子设备来采集和验证个人签名,并将信息捆绑在一 起,达到与纸上签名同样的效果,从而实现无纸化办公的一种技术。在物品配送 市场中,减少纸张作为投递证据所采用的首选技术就是签名采集技术。当业务交 换中发生问题时,数字签名将是强有力的证据。为此,希望有一种体积小、简便 易操作的手持式签名信息采集器能够替代现在普遍使用的纸质签名。

    1 硬件电路及其工作原理 在很多应用领域中,触摸屏作为基本的输入设备,而显示屏作为输出设备。

    要完成对签名等图像的采集,需要在触摸屏上输入信息,显示屏上显示输入信息。

    本文采用SED1335液晶显示控制器对液晶屏读写数据,用ADS7846对四线式电阻 触摸屏采集数据。下面介绍一下硬件的实现过程。

    图1 1.1 液晶显示控制器 SED1335是日本SEIKO EPSON公司生产的液晶显示控制器,它在同类产 品中是功能最强的。其结构如图1所示。SED1335硬件结构可分成接口部分、内 部控制部和驱动液晶模块LCM的驱动部分。接口部分由指令输入缓冲器、数据 输入缓冲器、数据输出缓冲器和标志寄存器组成。这些缓冲器通道的选择是由引 脚A0和读、写操作信号联合控制。控制部SED1335的核心,它由振荡器、功能逻 辑电路、显示RAM管理电路、字符库及其管理电路以及产生驱动时序的时序发 生器组成,振荡器工作频率可在1~10MHz范围内选择。SED1335能在很高的工 作频率下迅速解译MPU发来的指令代码,将参数置入相应的寄存器内,并触发 相应的逻辑功能电路运行。控制部分可以管理64KB显示RAM,显示内藏的字符 发生器及外扩的字符发生器CGRAM或EXCGROM。驱动部分具有各显示区的合 成显示能力,传输数据的组织功能及产生液晶显示模块所需要的时序脉冲信号。

    图2 1.2 ADS7846触摸屏控制器ADS7846是美国Burr-Brown公司推出的与ADS7846是美国Burr-Brown公 司推出的与ADS7843兼容的新一代4线制电阻式触摸屏控制器,通过机械式触摸, 可以迅速得到触摸点的位置信号。它是一种典型的带有连续逼近型寄存器的A/D 转换器,内部自带+2.5V参考电压,微处理器的串行接口,可测量温度和触摸压 力,有可编程的8位或12位的分辨率(最大精度可分辨4096×4096个点),自动进 入低功耗模式。在2.7V电压下和125kHz的转换速率下,功耗为750μW;
    关闭模 式下,功耗仅为0.5μW。提供TSSOP-16和SSOP-16两种封装。引脚功能如表1所 示。

    表1 为了完成一次A/D转换,在触摸屏有触摸事件发生时,PENIRQ为低电平。

    控制器监测到PENIRQ为低电平时,通过串行口往ADS7846发控制字。在片选CS 为低是电平时,DIN在DCLK上升沿输入8位方式控制字后,DOUT在DCLK下降 沿得到控制字相对应的输出。图2为ADS7846在每次转换为16个时钟周期下的时 序图。

    1.3 触控显示电路 终端触控显示部分硬件电路如图3所示。该电路主由微控制器、液晶屏和 液晶显示控制器、触摸屏和触摸屏控制器、存储器以及供电电路等其它部分组成。

    其中微处理器采用了Winbond公司的W78E58,此单片机与工业标准MCS-51系列 单片机兼容,它具有3个16位定时器,12个中断源,2个中断优先级,2个增强型 串口,32KB Flash EPROM,可编程Watchdog,双DPTR指针。2片62256分别作液 晶屏的显存和签名数据存储器,液晶显示触摸屏控制器采用前两节介绍的控制器。

    设计中采用的显示屏是由北京蓬远公司生产的液晶显示屏PDA320240A。

    PDA320240液晶显示屏是一种精度高的点阵型显示器,具有体积小,重量轻,显 示灵活等优点。它具有两种显示方式:文本显示和图形显示。为了向用户提供更 为简单的操作界面,许多显示屏的辅助功能模块都已经集成化,对于 PDA320240A只需要对18根信号线进行操作(引脚定义如表2所列),就可以完 成相应的显示功能。

    表2 由图3可以看出,触摸屏上的4个模拟信号X+、X-、Y+、Y-,通过ADS7846转化成量化的数字坐标,坐标转换后由SED1335控制显示在液晶屏上。签名完毕 后,图像信息通过SED1335上的XD0~XD3读取签名信息采集存入RAM62256(1) 中,W78E58上的串口可将签名数据通过RS-232-C传到打印机,或用蓝牙接口无 线传输至其它设备上。

    2 软件设计 数字签名的软件实现是将触摸坐标即时地转换为显示坐标,直接在屏幕上 打点显示,然后交给液晶显示控制器处理,将其按显示的格式存储签名等图像信 息。实际证明,该方法可操作性强,处理速度快。

    流程如图4所示。MCU上电后一直处于等待触摸状态,一旦检测INT0为低 电平,在延时10ms后INT0仍为低电平,即有触摸发生。执行触摸控制程序touch(), 得到触摸位置的12位精度坐标TOUC_XY,计算出屏上的显示坐标SIGN_XY。通 过坐标判断是否为签名区域,如果是则在屏上显示出触摸点。签名结束后,同样 通过坐标判断跳出触摸控制程序,读出签名框内的所有信息并保存。

    图3 数据保存的方法有多种,其一是每次有效触摸事件发生时,记录下当前点的 坐标,存储于存储中;
    其二是在签名完成后,按行扫描液晶屏上显示的签名框, 读取签名框内的数据,然后存于存储器中。比较上面两种方法,第一种由于每个 点对应两个签名坐标,对于160×50点阵的签名框,在全部涂黑的情况下,存储量 多达160×50×2=16000字节,因此该方法比较适合少量数据的采集;
    第二种方法 相对比灵活,无论签名量的多少,对于同样的签名框,存储量最多为 160×50/8=1000字节,因此我们采用此方法。

    3 应用实例 目前无论是我国邮政还是物品投递公司,其物品投递确认信息都是以纸质 介质形式进行存储的,其信息采集和使用都很不方便。比如包裹投递的操作是邮 政投递人员验证收件人的证件后,由包裹收件人在包裹单上填写相应的接收信息 并签收,签收后的包裹单由投递人员交给邮局保存。现在使用我们开发物品投递 确认手持式设备,代替原有的纸质签名,其中签名数据经过压缩编码处理后。数 据量小、保密性强;
    数据存入非易失性存储器中,能在掉电情况下恢复数据;
    签 名数据可以通过设备上的蓝牙模块,向上位机发送签名数据,数据经过触密后可以还原为签名时的状态。

    4 结论 利用SED1335和ADS7846组成的用51系列单片机控制数字签名手持式设 备,具有成本低、签名效果清晰等优点。在嵌入式领域中,随着新器件的不断涌 现,一些微控制器(比如EPSON系列单片机、Motorola的龙珠芯片)可以直接驱 动液晶屏显示,这样可以大大降低硬件电路的设计。

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