嵌入式网络控制器的设计与实现

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1、中文摘要随着计算机技术、通信技术和控制技术的发展，传统的工业控制领域正经历着一场前所未有的变革，开始向网络化方向发展。本文即从未来工业控制网络发展的需要出发，设计并实现了以AT91RM9200微处理器为核心的嵌入式网络控制器。本文以AT91RM9200--32位微处理为核心，设计并实现了具有1个以太网接口，2个CAN总线接口，1个485接口，1个RS一232接口，1个USB主接口，1个USB从接口，8路12位AD，2路12位DA，2路PWM输出，一个4X4键盘一个64X128LCD人机接口的功能强大的嵌入式网络控制器。并在此基础上，结合实时嵌入式操作系统

2、肛c／os一儿建立了一个嵌入式软件开发平台。在分析和研究TCP／1P协议的基础上实现了基于uc／osII的嵌入式TCP／IP协议栈，使控制器能够通过以太网接到Intranet或Internet上。在深入研究和分析CANopen协议的基础上，实现了基于gc／os—II的嵌入式CANopen协议栈，大大提高了嵌入式网络控制器在现场总线上的通信和控制能力，为新型的网络控制算法研究提供了实验平台。并研究了MicroCANopen协议使其应用到低成本控制器(P89C51RD2)上，以满足设备层通信的需要。在完成嵌入式网络控制器硬件与软件设计的基础上，将控制器应用到

3、了虚拟电梯系统和实物电梯模型的控制器中，使它们不仅能满足远程监控实验的需要同时能够满足电梯群控实验的需要。并以此为基础，结合计算机控制实验室建设，构建了三层(信息层、控制层和设备层)]‘业网络实验平台，实现了实验室设备真正的网络互连，为网络控制研究提供了一个高性能的平台。关键词：嵌入式网络控制嵌入式TCP．ZIP协议CANopen协议三层工业网络ABSTRACTWiththedevelopmentofcomputer,aswellascommunicationandcontroltechnology,thetraditionalindustrycontr

4、olfieldisgoingthroughallunprecedentedchange，developingtowardsnetworking．Inordertomeettheindustrycontrolneedsinfuturethispaperhasdesignedandrealizedaembeddednetworkcontroller．Inthispaper,authorhasdesignedandrealizedonepowerfulembeddednetworkcontroller埘thAT91RM9200whichisa32bitsmic

5、roprocessorwitlloneEthemetinterface，twoCANbusinterface，one485businterface，oneRS一232serialbusinterface，oneUSBhostinterface，oneUSBdeviceinterface，8channels12-hitsAD，2channels12-bitsDA，2channelsPWMoutput，one4×4keyboardandone64×128pitsLCDman-machineInterface．AndbasedonitalongwiththeR

6、TOS(RealTimeOperationSystem)一pC／OS—II．thepaperthoroughlydiscusseshowtoestablishadevelopmentplatformofembeddedsoftware．BasedontheanalysisofthestandardTCP／IPprotoc01．embeddedTCP／IPprotocolisrealizedinthecontroller,whichmakesthecontrollercanconnecttoIntranetorIntemet．Afterinvestigat

7、ingandanalyzingCANopenprotocolthoroughly,authorhasrealizedembeddedCANopenprotocolincontroller,whichmakesthecontrollerstrongerincommunicationabilityandnetworkcontrolability,andofferstheexperimentplatformforstudiesofnew·typenetworkcontrolsalgorithms．Inordertomeetneedofcommtmication

8、ofequipmentlayer，authoralsostudiedMicroC