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ARM7微型嵌入式Web服务器的规划与完成

2.3网络变压器和其他外部元件实现以太网接口控制,还需多个标准外部元件:网络变压器、偏置电阻、储能电容和去耦电容。

1 导言

  跟着计算机、网络通信和Internet技能的飞速发展和不断进步,嵌入式体系在家庭和工业运用广泛。如何将嵌入式体系和工业操控体系接人Internet,综合利用嵌入式体系资源,完成嵌入式体系的长途办理和操控,已成为重视的研讨课题,而完成嵌入式体系的网络化则成为嵌入式体系的发展趋势。

以太网以其成本低、速度快、运用遍及、有广泛的硬件和软件支撑等长处为完成办理操控网络一体化供给或许,在现场设备内置WEB服务器,使现场设备具有网页发布功用,将Internet技能直接引进现场设备。

  本规划是根据ARM7的微型嵌入式Web服务器。现在市场上大部分以太网操控器封装均超越80引脚,而ENC28J60是业界最小的以太网操控器,只要28引脚,这样既能供给相应功用,又大大简化相关规划,减小空间,其规范的SPI串行接口只需4条总线即可完成与单片机衔接,有利于在小型体系上完成以太网功用。在研讨和剖析TCP/IP协议的基础上,合理简化TCP/IP协议,挑选完成ARP、IP、ICMP、TCP和HTTP协议。

2 体系硬件规划

  ENC28J60的硬件衔接如图1所示。ENC28J60的硬件规划包含复位电路、时钟振荡器、网络变压器和其他外部元件以及LED装备单元模块。

2.1复位电路

  当ENC28J60的RESET引脚为低电平时ENC28J60作业在复位形式。RESET引脚内部有弱上拉电阻,应外接一只10 kΩ的上拉电阻。

2.2 时钟振荡器

  ENC28J60作业频率为25 MHz。在OSC1和OSC2引脚之间衔接无源晶体振荡器。ENC28J60要求运用平行切开的晶体。本规划选用衔接至OSC1引脚的外部25 MHz有源晶体振荡器驱动,此刻3.3V的外部时钟衔接OSC1引脚,OSC2引脚可运用一只接地电阻或断开OSC2引脚以削减体系噪声。

2.3 网络变压器和其他外部元件

  完成以太网接口操控,还需多个规范外部元件:网络变压器、偏置电阻、储能电容去耦电容

  差分输入引脚(TPIN+/TPIN-)需用一个变比为1:1的网络变压器完成10BASET。差分输出引脚(TPOUT+/TPOUT-)需用一个变比为1:1、带中心抽头的脉冲变压器完成。变压器需具有2 kV或更高的阻隔才能,以避免静电搅扰。本规划选用Pulse公司的集成以太网阻隔变压器H1102。

  差分输入/输出引脚都需串联2只49.7 Ω、精度为1%的电阻和1只0.01μF的电容,本规划选用并联两只100 Ω电阻取得49.7 Ω、精度为1%的电阻。

  一切的电源电压引脚有必要衔接至外部同一个33 V电源。同理,一切的接地有必要衔接至同一外部地。每个电源电压引脚和地之间应衔接1只0.1μF的陶瓷去耦电容,该%&&&&&%应尽或许地接近电源电压引脚放置。

2.4 LED装备

  LEDA引脚和LEDB引脚在复位时支撑极性自动检测,既可直接驱动LED,又可灌电流驱动。复位时ENC28J60检测LED的衔接,并依照PHLCON寄存器的默许设置驱动。本规划LEDB选用拉电流的方法点亮LED。复位时该位清零且PHY默许在半双工形式下作业。

3 体系软件规划

3.1 SPI接口

  ENC28J60与微操控器MCU的衔接经过SPI接口完成,支撑10 Mb/s。但ENC28J60只支撑SPI形式00,即CPOL=0和CPHA=0。别的,在闲暇状况时SPI端口要求SCK为低电平,且不支撑时钟极性挑选。以下为SPI接口初始化的源代码:

3.2 TCP/IP协议栈的完成

  考虑到单片机RAM存储空间的约束和详细运用要求,合理简化TCP/IP协议栈,挑选完成ARP、IP、ICMP、TCP和HTTP协议。图2所示为精简的TCP/IP协议栈。

3.2.1 物理层接口的完成

  物理层接口为ENC28J60的驱动程序,硬件方面是用ENC28J60的电路完成电缆的物理链接、介质拜访操控、帧的发送与接纳等功用,而与上层协议接口即为驱动程序,完成发送与接纳数据帧。以下是其两个函数原型:

3.2.2 网络层协议的完成

  网络层的协议包含ARP、IP、ICMP协议。网络间衔接需知两边物理地址,而ARP协议是地址解析协议,完成IP地址到物理地址的转化。网际协议(IP)担任将音讯从一个主机传送到另一个主机。%&&&&&%MP协议是Internet操控音讯协议,用于IP主机、路由器之间传递操控音讯。操控音讯是指网络是否疏通、主机是否可达、路由是否可用等网络自身音讯。图3所示是ping指令测验长途用户和规划的微型嵌人式Web服务器后的呼应状况。

3.2.3 TCP、HTTP协议的完成

  传输操控协议(TCP)担任搜集信息包,而且将其按恰当的次第传输,接纳端接纳后再将其正确复原。传输协议一起确保了数据包在传送中准确无误。而HTTP是根据TCP协议的超文本传输协议,嵌人式Web服务器在与长途用户端树立TCP衔接后发送网页数据,在HTTP协议发送流程中,因为TCP报文数据字段有长度约束,网页资源一股被分红若干段进行分段传送。在长途用户端翻开IE浏览器,在地址栏输入嵌人式Web服务器的地址。

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