单片机的以太网接入设计

合集下载

基于单片机的网络接入模块的设计与实现

ｔｈｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅａｃｃｅｓｓｔｏＩｎｔｅｒｎｅｔ．Ａｔｌａｓｔ，ｐｒｅｓｅｎｔｓｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆＭＣＵｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｗｉｔｈｓｅｒｖｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｐ８９Ｃ６６９ＭＣＵ；ａｃｃｅｓｓｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；ＰＰＰｏＥ；ｐｒｏｔｏｃｏｌ
摘要：提出了ＰｈｉｌｉｐｓＰ８９ｃ６６９单片机嵌人ＰＰＰｏＥ协议拨号接人互联网的设计与实现方法。分析了硬件部分电路和网络接口芯片的驱动、ＰＰＰｏＥ协议的剪裁及实现方法。给出了该系统拨号接人互联网并实现通信过程被监控的电路连接方案，最后给出了系
近年来，随着物联网技术的广泛推广和应用，嵌人式系统接人互联网是大势所趋。目前根据嵌人式系统性能的不同，其接人互联网主要有三种方案：一是由３２位高档ＭＣＵ构建的嵌入式系统直接实现方案；二是代理方案，即基于低档８
ＹＡＮＳｈｕ－ｘｉａ
（Ｃｈｉｅｎ－ＳｈｉｕｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｉｃａｎｇ２１５４００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＰ８９Ｃ６６９ＭＣＵａｃｃｅｓｓＩｎｔｅｒｎｅｔｅｍｂｅｄｄｅｄＰＰＰｏＥｐｒｏｔｏｃｏｌ，ａｎａｌｙｚｅｓｈａｒｄｗａｒｅｃｉｒｃｕｉｔａｎｄｄｒｉｖｅｏｆｎｅｔｗｏｒｋｉｎｔｅｒｆａｃｅＲＴＬ８０１９ＡＳａｎｄｔｈｅｓｉｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＰＰＰｏＥｐｒｏｔｏｃｏｌ，ａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｓ

基于单片机控制的以太网交换机设计与实现)

交换机有24个10/100M自适应端口，每个端口都能达到线速交换。根据用户需要可对端口进行10/100M速率、全/半双工、流量控制、静态MAC地址、镜像、VLAN等设置。
1.2 交换机的原理框图
本交换机的交换技术采用存储-转发方式，主要由接口单元、交换单元、管理单元、灯显示单元和电源接口单元五部分组成。其组成的方框图。
基于பைடு நூலகம்片机控制的以太网交换机设计与实现)
引言
随着计算机性能的提高及通信量的聚增，传统局域网已经越来越超出了自身负荷，交换式以太网技术应运而生，大大提高了局域网的性能。网络交换机能显著的增加带宽，可以建立地理位置相对分散的网络。局域网交换机的每个端口可并行、安全、实时传输信息，而且性能稳定、结构灵活、易于安装、便于管理，能很好地满足企业网和电信运营商宽带接入的需求。
1 网络交换机的硬件设计
随着人们对网络应用中的安全性和高带宽的需求，网络交换机的用途越来越广。本交换机采用了AL101芯片的ROX总线，将3个8口交换芯片连接起来，组成了1个24端口交换机，满足了用户对多交换端口的需求。
1.1 电路性能要求
交换机的高速PCB电路板，在EMC和ESD上都有比较高的要求。它采用了75MHz、50MHz的高速时钟，需要晶振的精度小于50PPM，同时时钟需要通过时钟分配电路送给不同的芯片，它需要分配的时钟之间的相位差小于2ns。
RJ45接口收到以太网帧结构的数据包后，经过变压器隔离和阻抗匹配后送到PHY(物理接口芯片)，在此芯片中完成模拟信号到RMII接口的数字信号的变换，并获得链路状态、冲突、信息是否超长，速率等信息。
数据进入交换芯片(由三个芯片组成，通过ROX总线形成一个环路，可以完成数据在三个芯片之间的交换)，交换芯片将获得数据的目的地址和源地址，并对以太网帧进行差错校验。交换芯片将源地址保存在自己的MAC地址表中，然后将目的地址与MAC地址表中的地址相匹配，以获取数据将转发的相应端口。如果目的端口在同一个交换芯片中，则从SGRAM中取出数据转发到相应的端口；如果目的端口不在同一个交换芯片中，数据则通过ROX总线传输到相应的交换芯片，然后转发出去；如果在MAC地址表中没有找到相应的目的地址，就将帧转发到除源端口之外的其它属于同一VLAN的所有端口或者某一个上连端口(与交换芯片寄存器的设置有关)。灯的显示由PHY给出，通过灯的显示可以观察每个端口的工作速率、连接和数据收发等情况。交换芯片在每次开机或复位期间，首先读取外接EEPROM的内容来对交换芯片寄存器进行初始化配置。而交换芯片寄存器的内容可以通过PC的管理程序或PC的超级终端进行读写，以此来控制或读取交换机的工作配置。 2 网络交换机的软件设计整个网络交换机系统的软件包括单片机的控制软件、EEPROM配置数据和PC机的管理程序。单片机的控制软件主要完成对寄存器的读写和与PC之间的通信。通过这个管理单元，可以将交换机配成各种工作模式，以满足不同用户的需求。交换芯片通过I2C总线连接EEPROM(24C02)，用于保存配置数据。在设备开机或者复位时，设备将从EEPROM读出这些数据，用于系统初始化。 PC机的管理程序是用户将PC机的串口与系统设备连接，通过PC机的管理程序界面，很容易地对系统进行配置。 2.1 单片机控制的软件设计管理单元由单片机和串口组成，通过PC来配置EEPROM或交换芯片的寄存器。单片机主要完成对寄存器的读写和与PC之间的通信，串口起到一个与PC的连接作用，微制控器与串口之间还有一个电平转换芯片，完成微控制器与PC之间信号的转换。通过管理单元，可以将交换机配成各种工作模式，以满足不同用户的需求，如：10/100M速率设置、全/半双工设置、流量控制、静态MAC地址设置，镜像设置，广播风暴控制，VLAN设置等。单片机的软件流程。各模块介绍如下： main——主程序； init_uart——串口初始化； delay——系统延迟； helpMenu——帮助菜单； systemCheck——检查系统设备ID； whict>:——命令提示符(whict是武汉化工学院的缩写)； D——查看系统的整个配置数据； E——编辑系统的配置数据； F——对交换机的各种功能进行配置、管理； R——读系统的配置数据； W——系统将当前配置数据保存到EEPROM； L——系统静态MAC地址的配置； M——改变系统的密码； I——系统软件复位； S——系统将缺省配置下载到EEPROM。

基于单片机的以太网络接入系统的实现及网络性能分析

基于单片机的以太网络接入系统的实现及网络性能分析刘康，王宣银浙江大学流体传动及控制国家重点实验室,浙江杭州 310027【摘要】介绍以太网控制芯片RTL8019AS，并设计在有限存储空间的单片机中嵌入TCP/IP协议的以太网接入系统，实现了RS-485现场总线设备通过嵌入TCP/IP单片机系统接入以太网，完成PC机与终端设备的远程通信和控制，最后对系统对系统性能进行测试分析，取得了满意的效果。

关键词单片机；以太网；RTL8019AS芯片；TCP/IP协议；网络性能分析[中图分类号]TP393 [文献标识码]A [文章编号]1000-0682（2004）01-0033-031 引言互联网络硬件、软件的迅猛发展，使得网络用户呈指数增长，在电子设备日趋网络化的背景下，越来越多的嵌入式应用需要支持网络功能。

TCP／IP是一套把因特网上的各种系统互连起来的协议组，成为事实上最常用的网络标准之一。

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。

只要那些设备上实现了TCP／IP协议并增加一个网络接口，就可方便地接人到现有的网络中。

考虑到单片机成本低廉，利用TCP/IP协议中的UDP(用户数据报协议)、IP(网络报文协议)、ARP(地址解析协议)及简单的应用层协议，根据应用的需要做相应的裁减，文中将介绍用AT90S8515单片机与10Mbps以太网控制器芯片RTL8019AS设计嵌入式TCP／IP单片机系统，成功地实现了RS-485现场总线设备通过嵌入TCP／IP的单片机系统接人以太网，完成PC机与终端设备的远程通信和控制，最后对系统性能进行分析。

2 以太网控制器RTLS019AS简介RTL8019AS是台湾REALTEK公司生产的基于ISA总线的10Mbps以太网控制器芯片。

由于其优良的性能、低廉的价格，使其在市场上10MbPs网卡中占有相当的份额。

基于单片机的温湿度以太网传输系统设计

基于单片机的温湿度以太网传输系统设计摘要：本文介绍了基于单片机的温湿度传感器及其测试数据的以太网传输系统设计方案，该方案实现了温度和湿度的复合测试，并通过以太网实现了上位机对现场环境温湿度的采集和远程监测。

关键字：C8051F340；温湿度传感器；以太网1 引言温湿度传感器的监测和控制在生产和生活中广泛应用，从复杂的模拟量监测到数字化的智能监测，传感器监测系统向着小型化，智能化的方向发展。

本系统利用单总线温湿度传感器SHT75实现现场温湿度的测量，经过单片机C8051F340处理，通过以太网进行通信，完成了小型智能化传感器系统设计。

2 传感器以太网电路系统设计2.1 系统结构设计本系统主要由单片机（C8051F340）电路、以太网接口电路和传感器模块电路三部分组成。

C8051F340是Silicon Labs公司推出的完全集成的混合信号片上系统型MCU，具有与80C51兼容的CIP-51内核[1]。

单片机电路的设计包括复位电路、地址线、数据线的分配和定义、与传感器模块以及以太网接口电路的连接等。

以太网驱动芯片CP2200与以太网隔离变压器HR911105A组成以太网电路部分。

2.2 传感器电路设计SHT75是Sensirion公司推出的一款利用电容式聚合体测相对湿度和能隙式元件测温度的数字式温湿度复合传感器，它内部集成了温湿度传感器、信号放大处理器、14bit的A/D转换器、一个2线制的串行接口和内部电压校准。

SHT75的工作原理是：两个传感器测量元件分别把温湿度信号转换成微弱的电信号，在信号经过运算放大器放大后进入A/D转换器进行A/D转换、与存储在OTP中的校准系数进行校准和纠错，然后通过串行接口把数据传输至单片机完成非线性补偿和温度补偿。

SHT75的串行接口是模拟的I2C接口，因此传感器不能按照标准的I2C协议编址，在I2C总线上没有其他元件时，传感器可以连接到单片机标准的I2C总线上，但是，单片机必须按照传感器的协议工作[2]。

单片机与WiFi模块接口设计与应用案例分享

单片机与WiFi模块接口设计与应用案例分享在现代科技的发展中，无线网络的应用已经成为人们生活、工作不可或缺的一部分。

而单片机作为控制和处理信息的重要组件，其与WiFi模块的接口设计和应用则成为了一项重要的技术任务。

本文将详细探讨单片机与WiFi模块接口设计和应用的相关案例。

一、接口设计1. 串口通信方式串口通信是单片机与WiFi模块最常用的接口方式之一。

通过串口，单片机可以与WiFi模块进行数据的收发和控制命令的传输。

一般而言，串口通信需要定义波特率、数据位、校验位和停止位等参数，以确保数据的可靠传输。

在接口设计中，需要根据实际情况选择合适的串口通信协议。

常用的协议包括UART、RS232和RS485等。

其中，UART是最常用的一种协议，其通过单根数据线实现数据的传输，适用于近距离的通信。

而RS232和RS485则适用于远距离通信，具有较好的抗干扰能力。

2. SPI通信方式SPI（Serial Peripheral Interface）通信是一种同步串行通信接口，常用于单片机和WiFi模块之间的高速数据传输。

SPI通信需要定义主从模式、时钟极性、时钟相位、数据传输位数等参数。

在接口设计时，需要根据硬件平台的特性和需求选择合适的SPI通信方式。

SPI通信具有传输速度快、可靠性高的特点，适用于对数据传输速度要求较高的应用场景。

在与WiFi模块接口设计中，SPI通信可以实现单片机与WiFi模块的高速数据传输和指令控制。

二、应用案例分享1. 远程控制智能家居通过单片机与WiFi模块的接口设计和应用，可以实现对智能家居设备的远程控制。

例如，可以通过手机APP与WiFi模块相连接，通过单片机控制指令实现对智能灯光、温度调节器等设备的控制。

具体实现方式可以是，通过WiFi模块与单片机的接口，将手机APP发送的控制指令传给单片机，单片机再通过相应的控制信号控制智能家居设备。

这样，用户可以随时随地通过手机实现对家中设备的控制，提高生活的便利性和智能化水平。

基于51单片机的网络通信接口设计

基于51单片机的网络通信接口设计摘要:文章将TCP/IP协议嵌入通用8位单片机中,通过单片机控制网络芯片RTL8019AS实现了低端单片机的Internet接入。

文中给出系统硬件原理框图和有关实现TCP/IP协议的程序处理流程图,对系统的软硬件架构做了阐述,并详细的介绍了硬件电路的连接,分析了实现TCP/IP通信的硬件原理,使普通的8位单片机具有了互联网络的接入功能。

关键词:单片机;TCP/IP协议;通信协议;开放互联系统随着信息技术的飞速发展,特别是3C(计算机、通讯、消费电子)合一的加速发展和互联网的迅速普及,常常使用CAN总线、RS-232和RS-485串行通信、IIC 和IIS等总线实现多个系统之间的数据传输与交换以及互联,通过这种总线互联的方式进行通信不仅受到信号传输距离限制,而且只有很少与之有关的通信协议,即使有也是孤立于Internet之外。

若将系统接入Internet则可以实现远程数据采集、监控和诊断;并可以成为网络共享资源的一部分,而且还可以访问Internet上的资源。

由于以太网进行通信一般都基于TCP/IP协议,整个网络只需要有底层通讯协议就能够满足系统要求,并且便于和Internet实现互联。

TCP/IP协议是一个庞大的协议簇,对系统资源消耗比较大,如何在RAM较小的单片机系统上实现TCP/IP协议成为以太网应用于单片机系统的难点。

因为用在低端单片机系统中一方面要占用大量的内存,另一方面容易造成系统不能实时响应。

因此我们可以使用由台湾Realtek公司生产的高度集成以太网控制器芯片RTL8019AS。

1系统硬件接口设计实现Internet接入的方案很多,如PC网关+专用网、EmWare的EMIT技术、集成了网络控制器的微处理器、低端单片机+网卡芯片相结合等。

上述方案中以“低端单片机+网卡芯片”实现Internet接入最为经济、简单;其原理是用单片机加载TCP/IP协议控制以太网网卡进行数据传输,从而实现与以太网进行通信。

单片机以太网

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。

单片机以太网节点及TCP_IP协议栈设计

图 2 ICMP 回显应答的验证的输出。其中 ,本节点的 IP 地址是 :192. 168. 119. 5 。
3. 3. 4 传输层这一层中实现了 TCP 协议 ,主要进行如下功能简化 :
去掉了“滑动窗口”机制和拥塞控制机制 ,不支持紧急数据 ,数据重传由应用层生成(即 TCP 不对要重传的数据进行缓存) ,不支持主动打开 (服务器模式) ,传输发生错误时不会向上层应用层发送错误报告。图 3 就是 TCP 建立连接时“三次握手”的过程。
BV IPCAM2500A 将优视科技的设计扩展至摄像机和无线产品领域 ,符合监控市场上摄像机节点向更高智能化发展 ,以及在网络中采用无线技术的主要趋势。Blackfin 处理器使优视科技的产品实现了可变分辨率及目标跟踪等高级特性 ,同时由于高性能及高集成度 ,在材料清单成本上也极具价格吸引力。Blackfin 处理器在单芯片上提供了所有必需的信号与控制处理。
图 1 节点功能框图
3 软件设计 3. 1 RTL8019AS 初始化
以太网节点能够正常工作以前 , 首先需要对 R TL8019AS 进行正确的初始化 ,即对如下寄存器进行配置 :数据配置寄存器 DCR 、传输配置寄存器 TCR 、接收配置寄存器 RCR 、传输状态寄存器 TSR 、中断状态寄存器 ISR 、中断屏蔽寄存器 IMR 等。设置 PSTAR T 和 PSTOP 来确定接收缓冲区和发送缓冲区的大小。本设计中 ,设置接收缓冲区的页地址为 0x40 ～0x4B ,发送缓冲区页地址为 0x4C～0x7 F 。以上寄存器设置完毕后 ,选择页 0 ,启动 R TL8019AS ,初始化完毕。
件。其请求报文结构如

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

论文的结构和主要内容
第一部分绪论第二部分单片机接入以太网的最小系统第三部分硬件电路设计第四部分软件设计第五部分结论
系统需求分析
随着Internet技术的普及，信息共享的程度越来越高，人技术的普及，信息共享的程度越来越高，随着技术的普及类进入了所谓的后PC时代时代，类进入了所谓的后时代，后PC时代的标志是嵌入式技时代的标志是嵌入式技）。嵌入式系统术（Embedded Technology）。嵌入式系统（）。嵌入式系统（ Embedded Technology）将是继和Internet之后）将是继PC和之后的又一起世界高新技术发展大潮。的又一起世界高新技术发展大潮。嵌入式技术的飞速发展将为人们对各种客户终端设备的灵活、，将为人们对各种客户终端设备的灵活、高效和高性价比的需要，提供良好的解决方案。单片机（的需要，提供良好的解决方案。单片机（Micro Controller Unit）之所以又称嵌入式微控制器，原因在）之所以又称嵌入式微控制器，于它可以嵌入到任何微型或小型仪器或设备中，于它可以嵌入到任何微型或小型仪器或设备中，而且在体价位、积、价位、可靠性等方面具有微型计算机无法比拟与抗衡的优点。的优点。
博客系统总体结构博客系统总体结构
国内外研究状况
（1）直接在电子设备上实现）直接在电子设备上实现TCP/IP：：协议转换器接入Internet：（2）利用公用的）利用公用的TCP/IP协议转换器接入协议转换器接入：（3）利用网关在网络中桥接代理协议栈和）利用网关在网络中桥接代理协议栈和TCP/IP协议协议栈：解决方案：（4）局域网接入）局域网接入Internet解决方案：解决方案
RTL8019AS控制器的介绍控制器的介绍
RTL8019AS是为了配合系统的是为了配合PC系统的是为了配合系统的ISA总线而设计的一总线而设计的一款兼容NE2000的网络接口的的网络接口的10M全双工以太网控制器，全双工以太网控制器，款兼容的网络接口的全双工以太网控制器性能优良，价格低廉，性能优良，价格低廉，在10M网卡市场上曾有极高的占有网卡市场上曾有极高的占有虽然10M的以太网接入速率显得“很慢”，但是对于的以太网接入速率显得“ 率。虽然的以太网接入速率显得很慢” 处理速度和运算能力都较弱的单片机而言，处理速度和运算能力都较弱的单片机而言，以这样的速率接入网络还是非常不错的。接入网络还是非常不错的。
本设计将在单片机上嵌入TCP/IP协议以达到以太网接接协议以达到以太网接接本设计将在单片机上嵌入入的目的。即将TCP/IP协议以软件方式嵌入到嵌入系统入的目的。即将协议以软件方式嵌入到嵌入系统的ROM中，但由于协议栈较庞大，因此要精简中但由于协议栈较庞大，因此要精简TCP/IP协协实现与需求相关的部分，议，实现与需求相关的部分，大幅度减少对系统资源的需本设计采用了软件方式，使用高性能51系列系列MCU，求。本设计采用了软件方式，使用高性能 51 系列 MCU ，成本低、技术成熟，软硬件开发周期短，成本低、技术成熟，软硬件开发周期短，并且设计方案灵活多变，可合用不同的对象，值得深入探究设计。活多变，可合用不同的对象，值得深入探究设计。
RTL8019AS控制程序的设计
（1）RTL8019AS的复位操作）的复位操作通常在应用中，的复位操作引脚是RST，连通常在应用中，RTL8018AS的复位操作引脚是的复位操作引脚是，接到计算机ISA总线对应的总线对应的RSTDRV。RST高电平有效，高电平有效，接到计算机总线对应的。高电平有效至少需要800ms的宽度。在复位的过程中的宽度。至少需要的宽度在复位的过程中RTL8019AS 将执行一些操作，例如将内部寄存器初始化等。为确保将执行一些操作，例如将内部寄存器初始化等。 RTL8019AS完全复位和正常工作，CPU应等待足够的时完全复位和正常工作，完全复位和正常工作应等待足够的时间后再对RTL8019AS操作，在程序中延时等待的时间定操作，间后再对操作为20ms。。（2）RTL8019AS的寄存器初始化操作）的寄存器初始化操作 RTL8019AS的寄存器占用其内部地址的寄存器占用其内部地址0x00~0x1F共的寄存器占用其内部地址共 16字节的区域，寄存器共分页，记为字节的区域，字节的区域寄存器共分4页记为PAGE0~PAGE3 每页都有16个寄存器地址其中，所有页的地址0都为个寄存器地址。，每页都有个寄存器地址。其中，所有页的地址都为命令寄存器CR，CR为一个字节。为一个字节。命令寄存器，为一个字节
MCS-51单片机的内部结构框图单片机的内部结构框图
PSEN
EA
以太网控制器的选择及工作原理
以太网的物理介质有多种标准，主要以为例，以太网的物理介质有多种标准，主要以10Base-T为例，为例讨论单片机与IEEE802.3/802.2局域网的连接方式。到局域网的连接方式。讨论单片机与局域网的连接方式目前为止，目前为止，几乎所有的计算机系统都是通过专用的以太网控制器接入以太网的。对于单片机系统，控制器接入以太网的。对于单片机系统，在选择以太网控制器时，要考虑一下几个因素：制器时，要考虑一下几个因素：
题目：题目：单片机的以太网接入设计
导教师：导教师：
学：电工：东学号：08412 学号：
LOGO
系统的背景及意义
摘要
摘要资随着互联网的日益普及，资随着互联网的日益普及，TCP/IP协议族已经成为因特网上事协议族已经成为因特网上事实的通信标准。与此同时，无论是在家中、实的通信标准。与此同时，无论是在家中、办公室或者其他地方都能方便地连接到网络上。接入因特网的便捷性大大增加，，都能方便地连接到网络上。接入因特网的便捷性大大增加，而成本却越来越低，如果能实现“每一设备都接入因特网” 成本却越来越低，如果能实现“每一设备都接入因特网”，则可方便、低廉地将信息传送到几乎任何一地，实现全球化信息。方便、低廉地将信息传送到几乎任何一地，实现全球化信息。因除了传统的便携、低功耗等性能，此，除了传统的便携、低功耗等性能，网络接入能力正逐渐成为嵌入式系统所关注的重点。嵌入式系统所关注的重点。本设计介绍了一种基于单片机的以太网接入设计，单片机接入以太网的最小系统构成，网接入设计，单片机接入以太网的最小系统构成，以及以太网控制器RTL8019AS的工作原理。主要提出了将精简的工作原理。制器的工作原理主要提出了将精简TCP/IP协议协议栈嵌入单片机系统中，通过RTL8019AS实现了实现了UDP数据在以栈嵌入单片机系统中，通过实现了数据在以太网数据传输的方案。太网数据传输的方案。
首先，要求所选的以太网控制器必须支持8位工作模式。实首先，要求所选的以太网控制器必须支持位工作模式。位工作模式际上，只有部分基于ISA总线的以太网控制器才能满足此际上，只有部分基于总线的以太网控制器才能满足此条件，所以基于PCI总线的不在此考虑之列。其次，要考条件，所以基于总线的不在此考虑之列。其次，总线的不在此考虑之列虑以太网控制器的片上缓存，虑以太网控制器的片上缓存，最好选用具有足够片上缓存的以太网控制器以简化系统设计。再次，的以太网控制器以简化系统设计。再次，应考虑以太网控制器与主机的数据交换形式，制器与主机的数据交换形式，如有的可支持中断或只可支持查询，这势必对系统设计产生一定的影响。最后，持查询，这势必对系统设计产生一定的影响。最后，考虑其是否与NE2000兼容。其是否与兼容。兼容
单片机的基本结构
一个单片机以太网接入系统的最小系统构成包括单片机（一个单片机以太网接入系统的最小系统构成包括单片机（ MCU）、以太网控制器和驱动程序。其系统结构如图）、以太网控制器和驱动程序）、以太网控制器和驱动程序。其系统结构如图2-1 所示。下面从单片机基本机构、所示。下面从单片机基本机构、以太网控制器的选择及工作原理进行说明。作原理进行说明。

TCP/IP协议的分层结构协议的分层结构
网络协议通常分不同层次进行开发，网络协议通常分不同层次进行开发，每一层分别负责不同的通信功能。一个协议组件，例如TCP/IP，是一组不同的通信功能。一个协议组件，例如，层次上的多个协议的组合。层次上的多个协议的组合。 TCP/IP协议的分层结构协议的分层结构
以太网串行口数据转换模块工作实例
以太网串行口数据转换模块设计中设计的网络参数主要包地址、地址子网掩码、端口号、网关IP地址地址、括MAC地址、IP地址、子网掩码、端口号、网关地址地址远端主机IP和端口号等和端口号等。、远端主机和端口号等。在main.c中，RTL8019AS 中地址设置为0x00～0x05，IP地址设置为的MAC地址设置为地址设置为～，地址设置为 192.168.0.100,子网掩码为子网掩码为255.255.255.0，端口号子网掩码为，地址为192.168.0.200,远端主机的为2046，网关地址为，网关IP地址为远端主机的 IP地址为地址为192.168.0.1,端口号为端口号为2046。根据网络参数地址为端口号为。的设置，参考图4-2，配置测试环境如下：一台计算机模的设置，参考图，配置测试环境如下：拟串行设备，运行超级终端，拟串行设备，运行超级终端，通过串行口和以太网串行口数据转换模块通信；模拟的网络接口接入局域网；数据转换模块通信；模拟的网络接口接入局域网；局域网中另一台主机模拟远端主机，地址设置为中另一台主机模拟远端主机，IP地址设置为 192.168.0.1，运行测试程序。，运行UDP测试程序。测试程序
硬件电路设计
单片机系统扩展电路
以太网串行口数据转换模块的硬件电路图主要有两个部分单片机系统扩展电路和以太网接口电路。：单片机系统扩展电路和以太网接口电路。单片机系统扩展电路主要包括单片机及外部数据寄存器扩展电路、展电路主要包括单片机及外部数据寄存器扩展电路、复位电路及串行通信电路等；电路及串行通信电路等；以太网接口电路则包括单片机和 RTL8019AS的总线接口、片选逻辑及网络通信接口等。的总线接口、的总线接口片选逻辑及网络通信接口等。