单片机的以太网接入设计.pptVIP

Company Logo LOGO 指导教师： 题目：单片机的以太网接入设计 学部：电子信息工程 姓名：赫东 学号：08412 摘要 摘　　要 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，而成本却越来越低，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。因此，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。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，以及以太网控制器RTL8019AS的工作原理。主要提出了将精简TCP/IP协议栈嵌入单片机系统中，通过RTL8019AS实现了UDP数据在以太网数据传输的方案。 系统的背景及意义 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，人类进入了所谓的后PC时代，后PC时代的标志是嵌入式技术（Embedded Technology）。嵌入式系统（Embedded Technology）将是继PC和Internet之后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、高效和高性价比的需要，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，原因在于它可以嵌入到任何微型或小型仪器或设备中，而且在体积、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。 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TCP/IP： （2）利用公用的TCP/IP协议转换器接入Internet： （3）利用网关在网络中桥接代理协议栈和TCP/IP协议栈： （4）局域网接入Internet解决方案： 本设计将在单片机上嵌入TCP/IP协议以达到以太网接接入的目的。即将TCP/IP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TCP/IP协议，实现与需求相关的部分，大幅度减少对系统资源的需求。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，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。 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（MCU）、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、以太网控制器的选择及工作原理进行说明。 MCS-51单片机的内部结构框图 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10Base-T为例，讨论单片机与IEEE802.3/802.2局域网的连接方式。到目前为止，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，在选择以太网控制器时，要考虑一下几个因素： 首先，要求所选的以太网控制器必须支持8位工作模式。实际上，只有部分基于ISA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，应考虑以太网控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，考虑其是否与NE2000兼容。 RTL8019AS控制器的介绍 RTL8019AS是为了配合PC系统的ISA总线而设计的一款兼容NE2000的网络接口的10M全双工以太网控制器，性能优良，价格低廉，在10M网卡市场上曾有极高的占有率。虽然10M的以太网接入速率显得“很慢”，但是对于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。 RTL8019AS的特点主要包括如下几个方面。 1符合EthernetⅡ与IEEE802.3标准。 2全双工，收发可同时达到10Mb/s的速率。 3支持即插即用（PnP），用于计算机网卡时可减少系统配置的工作量。 4内置16KB的SRAM，用于收发缓冲，降低 对主处理器的速度要求。 5支持8/16位数据总线，具有8个中断申请以及16个I/O基地址选择。 6支持UTP、AUI和BNC自动检测，还支持对10BasT拓扑结构的自动极性纠正。 7允许4个诊断LED引脚可编程输出。 RTL8019AS的工作原理 RTL8019AS内部可分为远程DMA接口、本地DMA接口、MAC（介质访问控制）逻辑、线路数据编码解码逻辑和其他端口。内部结构如图2-3