一种嵌入式网络接口设计
基于LwIP的嵌入式设备Web服务器设计与实现
基于LwIP的嵌入式设备Web服务器设计与实现陈志星;杨金孝【摘要】随着嵌入式设备的发展,很多嵌入式设备都具有网口通信功能,通过网口对嵌入式设备进行内部参数设置是一种既方便又简单的方式.设计了一种基于LwIP协议的嵌入式设备Web服务器.利用网页就可以配置嵌入式设备内部参数及程序升级.充分利用STM32平台内部集成以太网模块和LwIP轻型网络协议栈的特点,通过以太网物理层芯片LAN8720和RJ45接口相连,完成了网页和Web服务器之间的数据收发.测试表明,设计的基于LwIP协议栈的嵌入式设备Web服务器是正确和可行的.%With the development of embedded devices,many embedded devices have the function of network communication,and it is a convenient and easy way to set the internal parameters of embedded devices through the network port. This paper designs an embedded device Web server based on LwIP protocol. The internal parameters of embedded devices can be configured and updated by using the web page. The Web server make full use of the platform of STM32 internal integration Ethernet modules and the characteristics of LwIP light network protocol stack. Through the Ethernet physical layer chip LAN8720 and RJ45 interface to link together,Web pages and Web server can achieve bidirectional data transmission. The test shows that the embedded device Web server based on the LwIP protocol stack is correct and feasible.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2018(026)011【总页数】4页(P110-113)【关键词】LwIP;STM32;LAN8720;Web服务器;嵌入式设备【作者】陈志星;杨金孝【作者单位】西北工业大学电子信息学院,陕西西安710129;西北工业大学电子信息学院,陕西西安710129【正文语种】中文【中图分类】TN919.6随着物联网技术的兴起和智能家居的发展，嵌入式设备需要接入局域网或者因特网已成为一种趋势，由于网口通信比其他模式通信速率高且抗干扰性强，在局域网中往往很多嵌入式设备只留有网口供于外部通信，此时对于嵌入式设备内部一些参数设置和内部程序升级只能由网口通信完成。
一种基于ARM核处理器的嵌入式网络温度传感器设计
线Ｔ ３模 块无 线 上 网 ，近距 离 采用 ｎ４ １ 计 的无 线 Ｃ５ Ｆ ０设 模 块无 线上 网 。硬 件 连接 可 用标 准 的Ｒ ２ ２ Ｓ３ 电平转 换 模 块 与ＭＣ Ｕ进行 通 信 ， 对ＭＣ 设 置相 应 的 串 口控制 并 Ｕ 寄 存器 。 。
Ｃ Ｕ操 作频 率 可达 ６ＭＨｚ双 电源 。Ｐ 操 作 电压 范 围 Ｐ ０ ， ＣＵ
的Ｐ ＷＭ单元 ，实时 时钟 ，看 门狗定 时器 ，通 用Ｉ ／ Ｏ口 ，
１２ 网络 接 口设 计 ．
以Ｒ ２ ２ 为 网络 接 口， 理层 使用 通 用 的Ｒ ２ ２ Ｓ３ 作 物 Ｓ ３ 标 准协议 ， 数据 链路 层 可用简 单 的Ｓ Ｉ协议 。 于与通 ＬＰ 便
用 的ＭＯ Ｅ Ｄ Ｍ连 接 ． 用 电话 线 远 程拨 号 上 网 ， 可 或用 无
Ｒ ２ ２￣ 网络 接 口的 网络 温度 传 感 器 的 设计 ， Ｓ ３ ４ 并在 软 件上 采 用 ２ ￣ ｔ ／ Ｓ Ｉ。 ， ｒ Ｏ —Ｉ ． Ｃ
【 关键词 】 网络传感器
Ａ Ｍ核处理嚣 Ｒ
嵌入式
￣ ｌｓＩ ｃｏ —Ｉ
【 中图分类号】 Ｔ ２２Ｉ Ｐ １． Ｉ
【 文献标识码】 Ｂ
Ｌ Ｃ １ ４ 基 本 特性 ： Ｒ Ｔ ＭＩ Ｓ 理 器 。２ Ｋ 片 Ｐ ２０的 Ａ Ｍ７ Ｄ — 处 １８ Ｂ
内Ｆａｈ ｌｓ程序 存储 器（ Ｓ ￣ＩＰ 带ＩＰ Ｉ 功能 ，ｌｓ编程 时 间为 Ａ Ｆａｈ ｌｍ 可 编 程 ５２ 节 ，扇 区擦 除 和 整 片擦 除 只 需４０ ｓ ｌ字 ０
【 编号 】 １０—７Ｘ ２０ ） —０ ３０ 文章 ０３７３ ［０６０ ０９—２ ３
引 言
’
１％ ， ０ ）两个低功耗模式（ 空闲和掉电） ， 通过外部 中断将
探讨嵌入式系统设计方法在电力电子系统集成中应用
探讨嵌入式系统设计方法在电力电子系统集成中应用摘要：嵌入式系统设计方法因具有自身的独特性，近年来被广泛应用于现代信息产业的各个领域，本文介绍了将嵌入式系统设计方法应用于单利电子系统集成中的意义与方法，以期在满足当前电力电子器件研发需要的基础上，为后续电力电子器件的可持续发展提供支持，希望能够给读者带来启发。
关键词：嵌入式系统；设计方法；电子电力系统引言：近年来，为切实满足人们对电力资源的需要，我国的电网综合自动化系统得到了有效的发展，面对上述情况，可以将较为成熟的嵌入式系统设计方法应用于电力电子系统的集成工作当中，以便保证电力电子系统的时效性、可靠性等性能，并切实满足当前电力电子系统的发展需要。
一、将嵌入式系统设计方法应用于电力电子系统集成中的意义在电力电子技术飞速发展的背景下，大量高新技术器件得到了研发与应用，但受传统器件安装使用方法在设计上存在滞后性，无法令控制系统与拓扑结构及时有效得到应用的影响，部分复杂精密的电力电子设备使用效果无法切实满足人们的实际需要。
现阶段，对嵌入式系统与电力电子系统进行对比后可以发现，由于两者间存在着一定的相似性，因此，为切实解决上述问题，将嵌入式系统设计方式引入电力电子系统集成中，已经成为切实弥补传统设计方法缺陷，缩短器件研发周期、降低其研发成本的有效方式之一[1]。
二、将嵌入式系统设计方法应用于电力电子系统集成中的方法近年来，随着集成技术的不断发展，将众多系统集成到一个芯片上的难度不断降低，这种情况的出现不仅大大降低了系统所占的体积，还有效提升了系统应用的可靠性与节能性，在当前的电力电子系统集成的过程中，由于嵌入式系统的发展方向与电力电子系统的集成发展方向存在较高的一致性，为进一步降低电力电子系统的集成难度，将嵌入式系统的设计方法应用于电力电子集成系统中成为了一项极为重要的工作。
（一）嵌入式系统的相关技术一个完整的嵌入式系统主要由嵌入式计算机、操作系统与应用软件所组成，近年来，随着科学技术的不断发展，嵌入式系统、计算机技术、大规模集成技术等高新技术得到了有效发展，上述技术产品的实用性不断提高，这种情况的出现不仅使嵌入式系统设计的应用范围不断扩大，还使其使用效果得到了有效的提升。
嵌入式开发板PS2_RS232串口调试接线方式
PS2到db-9串口通讯之接线方式（调试嵌入式系统，通讯要求长度1米以内，计算机为db-9串口，嵌入式主机为ps2接口，通讯协议rs232）。
要从PS2改到RS232串口，只需要将 1_TX、 4_GND、 6_RX三条线。
（1）接到串口的RX，(6)接到串口的TX，（4）接到串口的GND。
注意的一点是RS232的通讯协议需将发送端与接收端交叉连接（切记）。
另PS2 针脚图RS232 针脚图附录：电脑主板常用接口介绍定义PS2、USB接口、网卡、串口、并口、VGA针脚定义以下为仅为主板各接口的针脚定义，外接出来的设备接口则应与主板对应接口针脚定义相反，如鼠标的主板接口定义为6——数据，4——VCC，3——GND，1——时钟，鼠标线的接口定义则与之相反为5——数据，3——VCC，4——GND，2——时钟；其他外接设备与此相同。
刚接触电脑的朋友面对着计算机后背那密密麻麻的各种接口和一大把连接线往往会不知所措；接触电脑久的朋友有的时候想搞一些小点子，但常常会找不到各种接口的针脚定义；如果你有以上的经历，那么这一篇文章想必会给您带来一点帮助，那就是外部接口大集合。
首先是ATX 20-Pin电源接口电源接口，根据下图你可方便判断和分辨。
现在为提高CPU的供电，从P4主板开始，都有个4P接口，单独为CPU供电，在此也已经标出。
鼠标和键盘绝大多数采用PS/2接口，鼠标和键盘的PS/2接口的物理外观完全相同，初学者往往容易插错，以至于业界不得不在PC'99规范中用两种不同的颜色来将其区别开，而事实上它们在工作原理上是完全相同的，从下面的PS/2接口针脚定义我们就可以看出来。
上图的分别为AT键盘（既常说的大口键盘），和PS2键盘（即小口键盘），如今市场上PS2键盘的数量越来越多了，而AT键盘已经要沦为昨日黄花了。
因为键盘的定义相似，所以两者有共同的地方，各针脚定义如下：1、DATA 数据信号2、空3、GND 地端4、＋5V5、CLOCK 时钟6 空（仅限PS2键盘）USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口是由Compaq、IBM、Microsoft等多家公司于1994年底联合提出的接口标准，其目的是用于取代逐渐不适应外设需求的传统串、并口。
嵌入式软件接口测试方法
三、嵌入式软件接口测试方法
API接口测试 协议接口——底层：信号类 协议接口——中间层：数据类 协议接口——高层：文本类
三、嵌入式软件接口测试方法
API接口测试 API接口函数 测试接口函数的功能和性能 测试方法：
编写测试程序，调用API函数 交叉编译 可执行程序下载到嵌入式设备 运行，获取测试结果
接口的分类（二）
人与系统 硬件与硬 的接口 件的接口
软件与软 软件与硬 件的接口 件的接口
一、接口与接口测试
底层软件提供的应用编程接口 系统API 开发包API
人与计算机操作用户界面 GUI CLI
接口的分类（三）
API
总线/网
络接口
人机交互 界面
数据库 接口
部件与部件通过总线/网络相连 Ethernet、RS232、CAN、
很大比例是安全关键软件，关系到生命安全和国家安全，要求
非常严格 一般来说上比非嵌入式软件更困难一些
测试 人员
二、嵌入式软件接口测试
嵌入式软件接口测试
对嵌入式软件测试包括静态和动态，包括基于结构的白盒测试和基于 需求规约的黑盒测试
嵌入式软件接口测试：对嵌入式软件提供的接口按照接口需求进行测 试和验证 ➢ 测试嵌入式软件接口信息数据与控制逻辑的正确性 ➢ 测试正常情况和异常情况（包括数据和逻辑） ➢ 测试接口的功能性、性能、安全性和稳定性
pass data and control correctly to one another.
一、接口与接口测试
接口测试（interface testing） 军用软件测评实验室测评过程与技术能力要求 接口测试是对软件需求规格说明或设计文档中的接口需求逐项进行的 测试。接口测试一般需进行：
《面向ZYNQ嵌入式平台的EtherCAT通信协议栈设计与实现》
《面向ZYNQ嵌入式平台的EtherCAT通信协议栈设计与实现》一、引言随着工业自动化和智能制造的快速发展，EtherCAT （Ethernet for Control Automation Technology）通信协议因其高带宽、低延迟和易扩展的特性，在嵌入式系统中得到了广泛应用。
本文将详细介绍面向ZYNQ嵌入式平台的EtherCAT通信协议栈的设计与实现过程，通过对其体系结构和功能的全面描述，旨在为相关开发人员提供一定的参考。
二、EtherCAT协议概述EtherCAT是一种实时以太网通信协议，其核心思想是将实时控制任务的数据传输与标准以太网进行无缝集成。
EtherCAT协议通过分布式时钟和状态机机制，实现了对数据的高效、实时传输。
在嵌入式系统中，EtherCAT协议的应用能够显著提高系统的响应速度和数据处理能力。
三、ZYNQ嵌入式平台简介ZYNQ嵌入式平台是一款基于Xilinx FPGA和ARM Cortex-A9处理器的嵌入式系统。
其具有高性能、低功耗的特点，广泛应用于工业控制、医疗设备、智能交通等领域。
在ZYNQ平台上实现EtherCAT协议，能够更好地满足实时性、稳定性和可扩展性的需求。
四、EtherCAT通信协议栈设计1. 整体架构设计EtherCAT通信协议栈的设计包括物理层、数据链路层、网络层和应用层。
其中，物理层负责与硬件设备进行数据传输；数据链路层负责帧的封装与解析；网络层负责数据的路由与转发；应用层则提供丰富的接口供上层应用使用。
2. 详细设计（1）物理层设计：物理层采用标准的以太网物理层芯片，通过MII/GMII接口与ZYNQ平台进行连接。
（2）数据链路层设计：数据链路层负责将上层数据封装成EtherCAT帧，并实现帧的发送与接收。
此外，还需要实现分布式时钟同步机制，以保证数据的实时性。
（3）网络层设计：网络层主要负责数据的路由与转发。
在EtherCAT协议中，网络层需要实现SDO（Service Data Object）访问和PDO（Process Data Object）通信等功能。
嵌入式网络仪器的设计和实现
胡冠山， 李作纬， 刘后毅
（ 山东交通学院 信息工程系， 山东 济南 ７ Ｊ ３ ．０ ） ｑ２
摘 要： 以一种嵌入 式图像采 集 系统为例 ， 从硬 件组成和软件设 计两 方面介绍 了嵌 入 式网络仪 器的设计 和 实现 。 系统 利用微控制 器 Ｓ ５ 为控制芯 片 ， Ｘ ２作 控制整 个系统 的运行 ； 以图像 采集模 块 Ｄ ２ ０完成 对图像信 号的采 集 ； Ｂ０ 用以 太网控 制
０ 引育
网络化仪器包括基于计算 机总线技术 的分 布式 测控 仪器 、
基于 Ｉｔ ｔＩｔｎ ｔ 虚拟 仪 器 、 入 式 ｌｔ ｔ 网 络化 仪 ｎ ｍｅ ｎ ａｅ 的 ｅ ／ ｒ 嵌 ｎ ｍｅ 的 ｅ
器、 基于 ＩＥ １５ 标准的智能传感系统以及基于无线通讯网络 Ｅ Ｅ４ １
中圈分类号 ：Ｐ７ ． Ｔ ２３ ５
基于ENC28J60的以太网接口的设计与实现
基于ENC28J60的以太网接口的设计与实现刘宗铭;卓振泰;何明华【摘要】面对各种各样的以太网接口设计,为了寻求一种简单而有效地网络接口,提出了一种基于ENC28J60的接口网络设计.ENC28J60符合IEEE802.3协议,不仅能提供以太网通信的相应功能,而且体积小,可以设计出较小的嵌入式网关.参照传输控制协议/网际协议,通过基于ENC28J60和单片机的网关的硬件设计与软件设计,实现了Internet与单片机的通信.分析表明:基于单片机和ENC28J60的网络接口具有接口简单,开发方便,成本低,十分适用于嵌入式系统,特别是基于嵌入式的智能家居控制系统的应用.【期刊名称】《电子器件》【年(卷),期】2013(036)006【总页数】5页(P919-923)【关键词】嵌入式网关;ENC28J60;TCP/IP协议;单片机【作者】刘宗铭;卓振泰;何明华【作者单位】福州大学物理与信息工程学院,福州350002;福州大学电气工程与自动化学院,福州350002;福州大学物理与信息工程学院,福州350002【正文语种】中文【中图分类】TP393随着计算机网络技术的快速发展，单个单片机系统越来越难以满足实际应用的需求，传统的单片机多机互联一般是基于RS232串行通信，该方式的通信速率较低，一般为9 600 bit/s;而且通信距离短，一般不能超过15 m［1］。
如今在智能家居、控制等领域，以单片机为核心的各种智能监控、测试系统因其高性价比等原因正得到越来越广泛的应用，尤其是智能家居系统远程监控的提出，将家居监控控制系统与互联网的结合推向了新的高层。
而智能家居的联网就需要有一个高效、稳定，主要是廉价的以太网接口设备［2-3］。
以太网是目前应用非常广泛的网络通信技术，借助以太网技术实现单片机与Internet的数据通信，此技术适应不同应用场合的需求，比如可以很好地解决传统的智能家居系统以太网接口的成本问题［4］。
嵌入式Linux下基于SPI总线的网络设备驱动设计与实现
第 ２ 卷 第 ２ 期 ９ ３
ＶＯ ． ９ １２ Ｎｏ． ２３
计算 机 工程 与 设 计
Ｃｏ ｕ ｅ ｎ ｉｅ ｒｎ ｎ ｓｇ ｍｐ ｔｒＥ ｇ ｎ ｅ ｇ ａ ｄＤｅ ｉｎ ｉ
２０ 年 １ 月 ０８ ２
Ｄｅ ．２ ０ ｃ ０ ８
嵌入式 Ｌｎｘ ｉ 下基于 Ｓ Ｉ ｕ Ｐ总线的网络设备驱动设计与实现
张 晓雷 陈相 宁 ， 郭 剑 ，
（．南京 大 学 网络 安 全通信 实验 室 ，江 苏 南京 ２ ０９ ； １ １０ ３ ２ ．瑞博 强 芯 （ 津）科技 有 限公 司 南京 研发 中心 ，江 苏 南京 ２０ ９ ） 天 １０ ３
摘 要 ： 于 Ｓ Ｉ 基 Ｐ 总线 的 网络 驱动设 备是 一种 新型 的 网络 设备 ， 其驱动 程序设 计 尚未经 过 系统分 析 。在 分析嵌 入 式 Ｌｎ ｘ的 ｉｕ ＳＩ Ｐ 总线特 点 的基 础上 ， ￥ Ｃ ４ ０为 ＭＣ 以 Ｅ Ｃ ８６ 为 以太 网控 制 芯 片作 为设计 实例 ， 以 ３ ２１ Ｕ、 Ｎ ２ Ｊ０ 首次详 细分析 介绍 了基 于 Ｓ Ｉ Ｐ 总
其 它 事 务 。 此 ， 发 基 于 Ｓ Ｉ 线 的 网络 驱 动 程 序 除 了要 涉 因 开 Ｐ总 及 Ｌｎ ｘ ｉ 内核 网络 驱 动 程 序 的知 识 外 ， 要 对 这 类 驱 动 程 序 体 ｕ 还 系 结 构 有 深 入 了解 。 本 文 从 工 业 实 现 的角 度 详 细 分 析 了在 嵌 入 式 Ｌｎ ｘ 基 于 ｉ 下 ｕ Ｓ Ｉ 线 的 网 络 驱动 体 系 结 构 ， Ｐ总 以业 界 最 新 的Ｅ ２Ｊ０以太 网 ＮＣ ８６ 控 制 芯 片 为 设计 实例 进 一 步 分 析 和 实现 了 以 ￥ Ｃ ４０为 ＭＣ ３ ２１ Ｕ 的嵌 入 式 Ｌｎｘ ． ｉ ２ ｕ ４内核 下 的 以太 网驱 动 程 序 ， 后 给 出总 结 。 最
嵌入式实验报告实验原理(3篇)
第1篇一、实验背景随着科技的不断发展，嵌入式系统在各个领域得到了广泛的应用。
嵌入式系统是指将计算机技术应用于特定场合，以实现特定功能的计算机系统。
它具有体积小、功耗低、成本低等特点，是现代电子设备中不可或缺的部分。
为了让学生更好地掌握嵌入式系统的基础知识和实践能力，本实验课程旨在通过一系列实验，使学生了解嵌入式系统的基本原理和开发方法。
二、实验目的1. 理解嵌入式系统的基本概念和组成。
2. 掌握嵌入式系统硬件平台的基本操作。
3. 熟悉嵌入式软件开发流程，包括编程、调试和部署。
4. 培养学生的实际操作能力和创新意识。
三、实验原理1. 嵌入式系统概述嵌入式系统是指将计算机技术应用于特定场合，以实现特定功能的计算机系统。
它通常由硬件和软件两部分组成。
硬件主要包括微处理器、存储器、输入/输出接口等；软件则包括操作系统、驱动程序、应用程序等。
2. 嵌入式系统硬件平台嵌入式系统硬件平台是嵌入式系统的物理基础，主要包括以下几部分：（1）微处理器：嵌入式系统的核心，负责执行指令和处理数据。
（2）存储器：包括ROM（只读存储器）、RAM（随机存储器）和Flash存储器等，用于存储程序和数据。
（3）输入/输出接口：用于实现嵌入式系统与外部设备之间的数据交换。
（4）外设：如显示器、键盘、鼠标、传感器等，用于实现人机交互。
3. 嵌入式软件开发嵌入式软件开发主要包括以下几个阶段：（1）需求分析：明确嵌入式系统的功能需求和性能指标。
（2）硬件选型：根据需求选择合适的硬件平台。
（3）软件开发：包括操作系统、驱动程序和应用程序的开发。
（4）编译与调试：将源代码编译成可执行文件，并在开发环境中进行调试。
（5）部署：将编译后的程序部署到嵌入式系统中。
4. 嵌入式系统调试嵌入式系统调试是软件开发过程中的重要环节，主要包括以下几种方法：（1）代码调试：通过设置断点、单步执行等方式，观察程序执行过程。
（2）逻辑调试：通过打印语句或调试工具，观察程序执行过程中的变量值和程序流程。
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一种嵌入式网络接口设计
1 引言
随着Internet 的出现和以太网的迅速发展， 基于以太网的设备控制越来越多。目前市场
上大部分以太网控制器采用的封装均超过80 引脚， 如RTL8019AS、DM9008、CS8900A
等。这些器件不仅结构复杂， 面积庞大， 且系统开销较大。近来， Microchip推出全球
首枚28 引脚独立以太网控制器ENC28J60, 可为嵌入式系统提供低引脚数、低成本、精简
的远程通讯解决方案。
设计了以ENC28J60 为核心的以太网接口实现方案， 描述了该系统硬件架构的设计方法。
在简要介绍了以太网控制器ENC28J60 的结构、功能、外围电路的基础上， 对ENC28J60
与Atmega16 的SPI 通讯进行了阐述。此方案不仅成本低， 而且可以实现500Kbps 以上
的传输速率， 满足了嵌入式系统的Internet 控制要求。
2 ENC28J60 网络接口体系结构
ENC28J60 是带有行业标准串行外设接口(Serial PeripheralInterface, SPI)的独立以太网控制
器。它符合IEEE 802.3 的全部规范， 采用了一系列包过滤机制以对传入数据包进行限制。
它还提供了一个内部DMA 模块， 以实现快速数据吞吐和硬件支持的IP 校验和计算。与
主控制器的通信通过两个中断引脚(INT和WOL)和SPI 脚(SO、SI、SCK、CS)实现， 数
据传输速率高达10Mb/s.两个专用的引脚(LEDA、LEDB)用于连接LED, 进行网络活动状
态指示。图1 所示为ENC28J60 的典型应用电路。
ENC28J60 由7 个主要功能模块组成：SPI 接口， 充当主控制器和ENC28J60 之间通信
通道; 控制寄存器， 用于控制和监视ENC28J60; 双端口RAM缓冲器， 用于接收和发送
数据包; 判优器， 当DMA、发送和接收模块发出请求时对RAM缓冲器的访问进行控制;
总线接口， 对通过SPI 接收的数据和命令进行解析;MAC 模块：实现符合IEEE 802.3 标
准的MAC 逻辑; PHY 模块， 对双绞线上的模拟数据进行编码和译码。ENC28J60 还包