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硬件電路的連接以及嵌入式TCP/IP的實現方法


  來源: 電子發(fā)燒友 時間:2018-10-09 編輯:思揚
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隨著互聯網的迅速發(fā)展,各種家電設備、儀器儀表也在逐步走向網絡化,以便共享網絡信息資源、遠程監(jiān)控等,這也是嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。而以太網作為目前應用最為廣泛的局域網,在工業(yè)自動化和過程控制領域得到了越來越多的應用,因此,對于大量存在的8位微控制器而言,實現以太網通信具有重要的實際意義。現在應用較多的是基于51內核單片機的上網方案,由于處理能力的限制,要實現較復雜的網絡傳輸和控制有點困難。本系統(tǒng)采用ATMEL公司的高性能單片機Mega64和10 Mb/s以太網控制芯片RTL8019AS實現了以太網接口,詳細介紹了硬件電路的連接以及嵌入 式TCP/IP的實現,使單片機具有了互聯網絡的接入功能。


1 硬件電路設計

1.1 主要器件選擇

微控制器選用高性能的AVR單片機Mega64,AVR是ATMEL公司結合了成熟的51系列和PIC系列單片機的優(yōu)點而推出的高性能8位單片機,具有性價比高、資源豐富、速度快、功耗低、開發(fā)方便等特點。Mega64采用RISC結構,工作頻率可達16 MHz,完全滿足運行多種網絡協(xié)議的要求,片內具有4 KB的SRAM,64 KB的FLASH,以太網最大數據包為1 514 B,4 KB的RAM足夠以太網幀的存儲,64 KB的FLASH對于適當的程序以及簡單的Web Page來說也是可以的,所以無需再外擴資源,大大簡化了外圍電路,提高了可靠性。

以太網控制芯片選用的是臺灣REALTEK公司生產的RTL8019AS,該芯片集成了介質訪問控制子層(MAC)和物理層的性能,可以方便地設計基于ISA總線的系統(tǒng)。另外,它還具有與NE2000兼容、軟件移植性好、與單片機接口簡單、價格低貨源好等優(yōu)點,其主要功能特性如下:

(1)符合EthernetⅡ與IEEE802.3(10base5,10base2,10baseT)標準。

(2)軟件和8位及16位插槽的NE2000兼容。

(3)全雙工,收發(fā)可同時達到10 Mb/s的速率。

(4)內置16 KB的SRAM,用于收發(fā)緩存,降低對主處理器的速度要求。

(5)支持8/16位數據總線,8條中斷申請線以及16個I/0基地址選擇。

(6)支持UTP,AUI,BNC自動檢測以及對10baseT拓撲結構的自動極性修正。

(7)允許4個診斷LED引腳可編程輸出。

1.2 RTL8019AS與單片機的連接

RTL8019AS支持三種工作方式:第一種為跳線方式,網絡控制器的I/O地址和中斷都由跳線決定;第二種為免跳線方式,I/O地址和中斷由外接的E2PROM 93C46里的內容所決定;第三種為即插即用方式(PNP),I/O地址和中斷都由軟件或操作系統(tǒng)自動進行管理和配置,用戶不必過多干預,當然這種方式要耗費系統(tǒng)資源。網絡控制器采用哪種方式由RTL8019AS的65腳(JP)決定,本系統(tǒng)采用第一種即跳線方式,這時JP要接高電平;第三種方式一般用于PC機中,對于8位單片機來說無法實現,未用第二種方式又可以省掉一片93C46芯片,不但簡化了硬件電路設計,而且降低了成本。




RTL8019AS有兩種復位方式:冷復位和熱復位。給8019的復位引腳施加一個1μs以上的高電平就可以實現冷復位;先讀再寫8019的任意一個復位端口都可以實現熱復位,這在PC機中用的較多??梢詫?019的復位引腳和單片機的復位引腳相連,單片機復位的時候8019也復位,這種情況可以減少單片機的一個引腳的使用,但為了保證能夠完全復位,可以在程序中進行熱復位。然而Mega64為低電平復位,而8019為高電平復位,如果這樣連接的話還需要加一個非門進行反相,鑒于Mega64的引腳較多,所以將8019的復位引腳連接到Mega64的一個I/O口上,由該引腳對8019進行冷復位。

關鍵詞:硬件電路 嵌入式 控制器    瀏覽量:4669

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