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1、网络纵横基于以太网的测控总线李锋，王广君（中国地质大学，武汉!"##$!）摘要：本文以以太网为基础，研究了嵌入式网络接口的设计方案，论述了以太网在工业总线中的应用，给出了用以太网接口将测控仪器联网，并接入因特网的方法。给出了单片机和通用以太网%&’###兼容网卡的具体接口电路，这种电路结构简单，实现方便，具有很好的实用价值。关键词：测控总线；因特网；以太网；%&(###网卡；单片机引言!抗干扰能力强。!传输距离远，根据传输介质不同，传输距离近年来，网络化的狂潮席卷了全球。因特网进从几百米到几千米。一步普及，并向纵深发展，网络资源空前丰富。在!网络拓扑结构多种多样，布线方
2、便，组网方这种潮流下，如何将工业生产中广泛使用的测控仪案灵活。器、数据采集设备接入因特网，实现信息共享和远!同类产品丰富，兼容性好，性价比高。程控制成为人们日益关注的问题。传统的测控总本文采用嵌入式处理器=以太网接口卡的方线，如%0+-+、%0123、4567589:、’;&等，很好地解案组成嵌入式因特网接口，每台测控仪器配备一个决了测控仪器设备联网的问题，并在工业生产中得这样的接口并联成一个以太局域网，这个局域网可到了广泛的应用。但这类总线是专门为工业目的通过交换机、路由器等直接接入因特网。网络的结设计的，因而无法很好地解决因特网的接入问题。以构如图/所示。太网是目前
3、最流行的因特网接入方案之一，本文提出了一种基于以太网的测控总线方案，将设备联网和因特网接入两个问题合二为一，简化了解决方案。/方案简介以太网是第一代局域网体系结构中的一种，从<,年代中期问世以来，一直受到人们的普遍欢迎。现经过几十年的发展，以太网现已成为一种主要的因代特网接入方式，在各种因特网接入方式中占很高的计比例。由于以太网具有以下优点，使其也非常适合算机应用在工业环境中，作为一种工业总线。︵!网络节点数目多，同一局域网内最多可容纳图/测控网络结构总/,+1个节点。第从图/中可以看出，以太局域网既作为测控仪!传输介质丰富，可采用同轴电缆、非屏蔽双一器的测控总线，又是
4、因特网的一个子网。由于测控绞线等方式。五仪器是直接联入因特网的，监控主机可以直接接入五期!"!"#$%&’"!()*$%+,,-./︶网络纵横局域网，也可以是接入因特网的一台远程主机。个，其中前-页是&$+,,,兼容网卡公共的寄存嵌入式处理器负责驱动网卡，并使用因特网高器，第C页根据网卡的不同而异。通过设置网卡的层协议与主机通信。嵌入式处理器收集测控仪器’%寄存器可以在不同页之间转换。网卡的寄存器的各种数据，通过网络传输到监控主机上，并从监分布如图-所示。控主机上接受信息，传送给测控仪器。以太网卡完成以太网和监控主机之间的数据传输。本设计采用0,1/单片机作为嵌入式处理
5、器，采用具有234总线的&$+,,,兼容网卡作为嵌入式以太网接口。单片机采用*’(52(协议簇的)#(协议与远程主机通信。+&$+,,,兼容网卡及其与单片机的接口&$+,,,网卡由&67899公司生产，使用国家半导体公司的网卡芯片#(0-:,，后来许多芯片厂商推出与之兼容的网卡芯片，其中应用较多的是#;7<=6>的#!:,,0和%8;9?8@的%*A0,/:。这一系列的网卡统称为&$+,,,兼容网卡，他们都具有234总线，具有相兼容的内部寄存器。图+显示了&$+,,,兼容网卡的功能框图。图-网卡的寄存器分布&$+,,,兼容网卡具有234总线，在使用前将其基地址设置为-,
6、,E，单片机可将网卡映射为地址-,,E到-+,E的25"。网卡的低1位地址线参与译码，接单片机的地址总线，网卡的高位地址线不参与译码。单片机与网卡采用0位数据线的接口方式，因而网卡的2"’3/D脚接/,@电阻拉低。图+&$+,,,兼容网卡的功能框图网卡的中断脚取反后接单片机的外部中断，单片机采用电平中断触发方式。图C给出了网卡与单片网卡通过远程#!4传输和本地#!4传输来机的接口电路。完成数据的接收和发送。当微处理器向网络发送数据时，首先通过远程#!4传输将数据写入网卡内部%4!，然后启动发送命令，网卡就自动通过本地#!4传输将数据送到B2B"中，然后B2B"再将数据进
7、行串并变换，发送到以太网上。发送完毕现后，网卡触发一个中断，向微处理器返回有关状态。代网卡自动接收数据，然后进行’%’校验和计!4’地址识别，如果满足要求，通过本地#!4传算机输将接收到的数据写入网卡内部%4!，然后触发︵中断通知微处理器，微处理器通过远程#!4传输总图C网卡与单片机的接口电路从网卡内部%4!读取数据。第微处理器通过读写网卡的相关寄存器来完成-软件设计一对网卡的编程。网卡的寄存器分为C页，每页/D单片机的程序分为前台和后台两部分。后台五五期!!"#$%&’"!()*$%+,,-./!"︶网络纵横程序在中断中完成，负责接收、
