专业综合实践与实习.doc

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1、北京联合大学实训项目报告学院：信息学院专业：电子信息工程班级：电子1102B姓名：孙申学号：072014-12-28一、项目需求1.1项目目标利用开源协议栈UIP协议栈，搭建一个简单的C/S结构的嵌入式应用网络，远程读取温度传感器采集到的温度值，并通过HTML网页显示温度值和控制继电器上的小灯的明灭，让学生亲身经历一个嵌入式应用的设计与开发，掌握嵌入式应用开发调试工具（MDK4.10）的使用和UIP协议栈的接口调用，理解第三方硬件驱动库（STM32）的结构和使用，同时学习到基本的HTML网页制作。具体项

2、目目标如下：了解：温度传感器DS18B20、View板(STM32)、ENC28J60网络芯片的功能、结构与使用；理解：UIP、TCP/IP协议栈和SPI总线协议、单总线控制协议的工作原理和使用；掌握：嵌入式开发调试工具MDK、串口下载工具ISP的使用，嵌入式应用网络的搭建与配置，HTML网页的制作。1.2项目需求利用网页实现远程控制开发板并读取温度值。系统由采集控制模块、网络接入、PC控制台三个部分组成，如图1所示。路由器或网络数据接入口PC控制台VIEW开发板温度传感器互联网（1）系统组成框图系统流

3、程图：PC控制台：采用HTML语言实现，网页设计应简洁大方并提供所需功能（显示温度，并提供控制功能）。由于开发板同时也做Web服务器用，所以网页大小不能太大，不能大于10KB。网络数据接入：应保证互联网对开发板的访问。HTML网页TCP协议控制模块：（1）应具备以太网通信功能。网络传输应保证一定的可靠性，如要考虑到网络传输不可靠交付。在网络联通性出现问题的情况下，系统要有一定的自控能力。（2）能够采集传感器数据，并控制指示灯的开关。温度采集HTTP协议涉及URL字符串解析 ，GET请求，GET应答温敏电

4、阻测温原理， 查表法，AD转换ENC28J60网络芯片 驱动部分涉及HTML语言编写网页TCPChecksum的计算， 序号和应答序号， TCP封包和解包，三次握手以太帧头格式， ARP封包和解包ARP协议IP协议IPChecksum的计算， IP封包和解包IO控制网络芯片 驱动意法官方驱动库的使用一、项目软硬件开发环境资源：View开发板套件，温度传感器开发工具：MDK、HTML转数组工具、ISP串口下载工具第三方库：STM32固件库2．1硬件环境（1）View开发板套件View开发板主要由主控芯片S

5、TM32F103C8和网络芯片ENC28J60构成，电路图如图2所示。STM32F103C8：lARMCorex-M3内核l72MHz主频,三级流水线l64KB片内FLASH，20kB片内SRAMl丰富的外设接口，如uart，spi等ENC28J60：lIEEE802.3兼容的以太网控制器l集成MAC和10BASE-TPHYl接收器和冲突抑制电路l支持一个带自动极性检测和校正的10BASE-T端口l支持全双工和半双工模式l可编程填充和CRC生成l可编程自动拒绝错误数据包l最高速度可达10Mb/s的SPI

6、接口图2.VIEW开发板电路图（注：主控芯片升级为STM32F103C8）（2）温度传感器DS18B20温度传感器DS18B20的特性如下：l全数字温度转换及输出。l先进的单总线数据通信。l最高12位分辨率，精度可达0.5摄氏度。l12为分辨率时的最大工作周期为750毫秒。l可选择寄生工作方式。l检测温度范围为-55℃~+125℃（-67℉~+257℉）l内置EEPROM，限温报警功能。l64位光刻ROM，内置产品序列号，方便多机挂接。l多样封装形式，适应不同硬件系统。2．2开发工具lMDK：集成开发环

7、境；lHTML转数组工具：将html文件转成字符串格式，方便将网页内容存储在stm32f103C8的片内flash中；ISP串口下载工具：交叉下载工具软件，可将MDK编译生成的二进制代码通过串口下载到板卡中；一、系统软硬件结构系统中，浏览器作为客户端，进行远程控制及数据展示。开发板作为WebServer和控制执行模块。WebServer的工作原理：在单片机片内Flash存放指定的网页数据，当客户通过浏览器访问指定地址时，服务器分析请求信息，并相应地向浏览器中返回指定网页的HTML代码。系统的软硬件结构如

8、图4所示。系统硬件主要包括主控芯片、网络芯片、温度传感器三个部分。软件包括硬件驱动、TCP/IP协议栈UIP及WEB应用程序三个部分。五、网络建立过程：1、根据IP地址获取物理地址的一个ARP协议。主机发送信息时将包含目标IP地址的ARP请求广播到网络上的所有主机，并接收返回消息，以此确定目标的物理地址，两次ARP链接，获取MAC地址，一问一答。2、TCP第一次握手：PCà板子，请求链接，发送SYN数据3、TCP第二次握手：板子àPC,回复