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单片机以太网节点及TCPIP协议栈设计单片机以太网节点及T CP/I P协议栈设计■佳木斯大学姜重然陈文平单丽娜引言在工业过程控制领域,现场总线技术得到越来越广泛的应用,问题也随之产生。
各种现场总线技术有其专有的传输协议,互?兼容,无法实现相互之间的连接与通信。
工业以太网的出现和?断兴起,?但很好地解决了这些问题,而且也为现场总线技术的发展开辟了一个?为广阔的空间。
本文用单片机C8051F023和以太网控制芯片RTL8019AS,设计了以太网节点并且在此基础上实现精简的TCP/IP协议,实现了较完备的通信功能。
统MCS251完全兼容;然而在系统构架、外围设备等方面有了很大的改进,使得集成度?高,并且?再分系统时钟和机器时钟,指令直接按照系统时钟执?。
其他优点如下:◆集成J TAG调试器,可在线调试和下载,大大方?了调试过程;◆真正12位或10位、100ksps的8通道ADC,信号只需通过简单的阻容网络即可直接接入;◆64KB可在系统编程的Flash存储器,4352字节的片内RAM[1]。
鉴于以上优点,采用此型号的单片机后极大地简化了硬件电?,提高了系统的稳定性。
1节点功能描述所设计的以太网节点具有从站节点和网页服务器的两种功能。
作为从站节点,分时采集8?模拟?信号,按一定周期传给主站计算机,同时接收主站的控制命令。
作为网页服务器,接收客户端的网页请求,返回客户计算机所请求的Web页面。
因为单片机资源有限,又要求实现上述功能,在实现硬件电?的前提下,需要对TCP/IP协议族按需裁减,主要实现ARP、IP、ICMP、TCP 和。
2.2电?设计RTL8019AS是一种高度集成的以太网控制芯片,遵循IEEE802.3标准,是最常用的以太网硬件通信设备芯片。
它实现介质访问控制子层(MAC)的功能:为即将发送的数据进?以太网帧封装后,发送到网络上;对于接收到的数据帧,去掉其以太网帧头部并进?CRC校验,校验无误后存入接收缓存,等待主控制器读取;采用载波监听多?访问/冲突检测(CSMA/CD)来处?信道冲突。
基于单片机的Internet连接技术与方法摘要：对目前国内外具有代表性的几种设备接入Internet网络的方法进行了分析和比较，阐述了单片机接入Internet网络的原理，给出了实际应用电路，并提出了对单片机接入Internet网络的前景展望。
关键词：单片机；Internet连接；智能设备；嵌入式微处理器The technology and method of Internet connection based on a singlechip computerHONG Jiaping(Computer Science Dept of Hubei Normal University,Hubei Huangsh i ,China)Abstract：This paper makes an analysis and com parison of some methods of Internet conne ction based on intelligent devices popu lar at home and abroad,presents the principle of a s ingle chip computer to be c onnected to the Internet along with some circuits of actual app lications.The pap er also brings forward its foreground and prospects.Key words：singlechip computer;Internet connection;intelligent equipment;embedded MCU0引言目前，Internet已成为当今信息社会的重要组成部分，Internet技术将日益深入到生活和各种智能设备中。
单片机应用领域，以往那种由一块单片机组成的系统已无法满足现代工业、生活等各方面的需求，人们开始利用各种局部总线，如CAN、RS232、RS485等，将多块单片机连接起来形成局域网，这种方案在一定程度上解决了信息交换的问题。
基于单片机的嵌入式以太网控制终端设计摘要:基于单片机技术的以太网终端广泛应用在各个领域,本文基于建荣AX2005PHY 的解决方案,实现ARP 请求,以及ping 命令。
同时,本文详细介绍以太网接口的硬件设计和通信电路的抗干扰设计。
覆盖单片机技术,通信技术,计算机网络技术等多个知识领域。
关键词:以太网协议;信道编码;TCP/IP 协议;单片机;设计背景及设计意义随着单片机技术和嵌入式技术的广泛应用,以及通信技术的发展和计算机网络的普及,人们提出了对基于嵌入式系统的网络通信技术的应用需求。
嵌入式网络通信系统将过去单一独立的嵌入式系统组成一个网络系统,使得嵌入式系统不再是一个独立的个体,而是一个整体信息化网络的一个部分。
该技术广泛应用在智能设备,信息化家电,智能管理设备,安防监控设备等领域。
嵌入式网络系统具有以下特点:1,基于单片机系统。
2,系统之间存在数据通讯。
在嵌入式网络系统的实现方案中,有基于RS232/RS485 总线协议,CAN 总线协议,以太网协议, USB 总线协议等多种方式。
其中基于以太网协议的实现方案中,具有成本低,安装方便,通讯距离远,兼容性好和平台移植方便等多种优势。
该技术广泛应用在以下领域。
1,实验室管理监控系统某生化实验室需要建立一个实时监控系统,检测实验室人员出入,实验结果数据,实验室温度湿度。
该实验室的仪器设备都有RS232 接口输出打印,可以输出到单片机。
门禁和各种传感器也接入单片机系统。
这时候单片机可以通过以太网把数据提交到实验室的服务器上,服务器通过处理提交的数据,将控制命令通过以太网发给单片机,单片机再进行相应的操作。
2,智能家居系统现代家居系统中,由于需要宽带接入,基本上所有住户都有局域网接入。
在住户内部搭建局域网也很方便。
鉴于以上情况,利用以太网实现智能家居网络能够实现。
住房内的家电和各种设施,可以接入内部以太网实现相互通信,或者与上位机实现通信。
上位机可以被用户远程控制,对居室的家电和设施进行控制,达到对居室的温度,光亮的调节,同时可以利用下位机(单片机)将室内监控系统的状况传到上位机,上位机通过分析可以向主人或者相关部门报告火警或者匪警。
1 引言计算机和网络技术的发展，引发了远程监测、监控领域深刻的技术变革。
系统结构向网络化、开放性方向发展将是技术发展的主要潮流。
以太网作为目前应用最广泛的局域网技术，凭借其开放性好、成本低廉、数据传输率高等诸多优势，在工业自动化和过程控制领域得到了越来越多的应用。
依靠以太网技术实现信息共享，给办公自动化带来很大的变革，对系统设计产生了深远的影响。
本文以温度控制为研究对象，以AT89S52单片机为核心，以ZNE-100T模块为以太网接口，设计了一个基于以太网的远程温度控制系统。
2 系统组成及原理基于AT89S52单片机的以太网远程温度监控系统的硬件电路如图l所示。
系统工作原理：先由DSl8820单线数字温度传感器负责实时采集现场温度信号，并把温度信号直接以数字形式传送给AT89S52单片机。
AT89S52单片机取得相应的数值后经主程序分析与设定值比较，根据实际情况输出信号控制输出电路各端口的电平，以驱动外围的控制电路工作，实现对被控制对象的控制。
同时单片机通过UART0串口连接到ZNE-10 0T，通过以太网与上位机连接，实现基于以太网的远程通信。
3 系统硬件设计本系统硬件主要包括单片机的最小系统、温度采集电路、显示电路、告警电路、外围控制电路和以太网接口模块等。
本系统AT89S52作为核心处理器。
AT89S52是Atmel公司生产的低功耗、高性能CMOS8位单片机，片内含有8k字节的EPROM和256字节的R AM。
具有ISP(在系统编程)功能。
它具有灵活性高、使用方便、价格低廉等优点。
因此，该芯片在嵌入式控制系统中得到了广泛应用。
本系统采用Dallas单线数字温度传感器DSl882 0现场采集温度数据，打破了传统的热电阻、热电偶再通过A／D转换采集温度的思路，用Atmel公司的Flash单片机AT89S52对数字进行处理和控制，通过RS-232串口，经过以太网传到PC机实现远程控制。
利用AT89S52的ISP(在系统编程)功能，很方便地把编好的程序写到单片机中，并且调试、修改和升级很容易。
第20卷第5期四川理工学院学报（自然科学版）V ol．20 No．5JOURNAL OF SICHUAN UNIVERSITY OF2007年10月 SCIENCE & ENGINEERING（NATURAL SCIENCE EDITION）Oct．2007文章编号：1673-1549（2007）05-0001-05基于单片机嵌入式TCP/IP上网的设计与实现彭 龑（四川理工学院计算机科学系，四川自贡 643000）摘要：文章中给出了基于单片机嵌入式TCP/IP上网的解决方案。
包括对以太网接口硬件设计，以及基于单片机实现的网卡控制器的驱动和TCP/IP协议软件设计，实现了基于单片机嵌入式TCP/IP上网。
关键词：单片机；嵌入式系统；互联网；TCP/IP协议中图分类号：TP391.4 文献标识码：A前 言随着电子技术的发展，传统的机器设备都已经逐步实现数字化、智能化，如工厂里的电机的控制由原来的模拟控制逐步转变为全数字化的控制，人们日常生活中手机、数字电视、冰箱、空调等都已经实现了智能化。
同时，随着Internet商品化的进程的加速，特别是在Internet上越来越多的信息资源共享显示巨大的诱惑力，在不使用PC机的情况下利用8位微控制器通过ISP（Internet服务供应商）接入互联网，将取代以传统的PC机为中心的应用，成为未来Internet发展的趋势。
1 基于单片机与因特网连接方案综述目前现有的基于单片机与因特网连接的有如下几种方案：（1）高档MPU片上系统。
如：Osicom公司研发的NET+ARM的系统级芯片（SOC），它是使用RISC技术的40MIPS的ARM7，加上以太网（Ethernet）。
（2）8位MCU+TCP/IP协议芯片。
这种方案是单片机应用系统内部支持TCP/IP协议。
它实质上由MCU及内部固化TCP/IP协议的芯片组成应用系统的核心。
单片机应用系统可以直接拨号上网，营建电路相对简单，也不需要其它中间环节的支持。
基于单片机的串口转以太网设计摘要：随着计算机通信技术和网络技术的发展,在嵌入式系统中集成以太网口实现与其它计算机设备之间的高速数据传输就显得尤为重要。
本文结合以太网接口芯片W5500的主要特点、芯片引脚定义、内部寄存器使用说明，设计了一款基于STM32芯片与W5500高速以太网控制芯片的嵌入式以太网系统，充分发挥了STM32 芯片的Cortex-M3 内核低成本低功耗的特性，同时该设计直接使用W5500固化的TCP/IP协议站，提高了系统的性能。
关键词：以太网以太网接口W5500芯片随着嵌入式系统与网络的密切关系和TCP-IP网络的迅速普及，TCP-IP网络在工业领域具有良好的应用前景。
与过去工业领域广泛使用的串行传输相比，TCP/IP连接器网络具有更宽的带宽、更快的传输速度、更远的传输距离和更广泛的通信服务等特点[1]。
由于TCP和IP通信环境的多样性，很难根据其基本IP环境自动纠正数据传输错误。
由于串行通信的传输方式容易受到普通模式的干扰，因此抗干扰能力差，传输容易出错。
在实际应用中，如果不超过最大传输长度，串行端口的最大传输速度为115200比特/秒[2]。
本文设计的以太网系统允许设备使用串口进行数据传输访问网络，包括串口通信、内置微控制器驱动程序、协议移植和服务器构建。
1系统硬件设计本系统设计采用STM32F103C8T6微控制器和W5500芯片搭建的网络系统，串口转网络硬件系统主要包括微处理器模块、以太网控模块、电源模块、电平转换、网口设计等。
其中，以太网芯片W5500与微控制器芯片STM32F103C8T6之间采用SPI接口，电源电路包含了微控制器芯片STM32F103C8T6所引出的两个串口。
2系统软件设计系统软件设计包含串口相关配置、TCP通信的实现、UDP通信的实现等。
由于W5500强化了协议，所以需要设计与套接字的接口。
这不仅简化了设计过程，还降低了微控制器的处理能力和系统资源的使用。
用51单片机控制RTL8019AS实现以太网通讯用51单片机控制RTL8019AS实现以太网通讯摘要：介绍以太网的帧协议和以太网控制芯片RTL8019AS的结构特性；介绍51单片机控制RTL8019AS实现以太网通讯的硬件设计方案；采用C51语言实现ARP协议（地址解析协议），并进行了系统的调试与验证。
关键词：RTL8019ASEthernet51单片机TCP/IP协议互联网络硬件、软件的迅猛发展，使得网络用户呈指数增长，在使用计算机进行网络互联的同时，各种家电设备、仪器仪表以及工业生产中的数据采集与控制设备在逐步地走向网络化，以便共享网络中庞大的信息资源。
在电子设备日趋网络化的背景下，利用廉价的51单片机来控制RTL8019AS实现以太网通讯具有十分重要的意义。
1以太网（Ethernet）协议一个标准的以太网物理传输帧由七部分组成（如表1所示，单位：字节）。
表1以太网的物理传输帧结构表PRSDDASATYPEDATAFCS同步位分隔位目的地址源地址类型字段数据段帧校验序列7166246～15004除了数据段的长度不定外，其他部分的长度固定不变。
数据段为46～1500字节。
以太网规定整个传输包的最大长度不能超过1514字节（14字节为DA、SA、TYPE），最小不能小于60字节。
除去DA、SA、TYPE14字节，还必须传输46字节的数据，当数据段的数据不足46字节时需填充，填充字符的个数不包括在长度字段里；超过1500字节时，需拆成多个帧传送。
事实上，发送数据时，PR、SD、FCS及填充字段这几个数据段由以太网控制器自动产生；而接收数据时，PR、SD被跳过，控制器一旦检测到有效的前序字段（即PR、SD），就认为接收数据开始。
2RTL8019AS以太网控制器简介由台湾Realtek公司生产的RTL8019AS以太网控制器，由于其优良的性能、低兼的价格，使其在市场上10Mbps网卡中占有相当的比例。
