基于单片机以太网通信模块的软件设计.docx

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1、第1章绪论1.1选题的目的与意义随着信息技术的飞速发展，Internet应用己经深入到生活的方方面面。传统的互联网应用以PC为中心，现在已开始转向以嵌入式设备为中心，许多嵌入式设备尝试着接入Internet。嵌入式系统己经广泛地渗透到航空、汽车电子、工业生产、通信、消费电子以及人们日常生活的方方面面。IA（InternetAppliance）概念现在甚为流行，这表明互联网应用进入嵌入式互联网的时代己经来临。中国计算机学会（ChinaComputerFederation）于1999年6月举行了“嵌入式系统及产业化在中国的发展前景”研讨会，专家们探讨了嵌入式系统在当今计算机工业中的地位及其网

2、络化问题，认为下一代网络设备中嵌入式设备将大大增加，互联网上传输信息的70%将会来自小型嵌入式系统。随着嵌入式系统更广泛的应用以及网络的进一步普及，嵌入式系统接入网络已成为嵌入式系统应用的一个重要方向和必然结果。嵌入式Web服务器是嵌入式系统网络化应用的重要方面。把嵌入式系统作为Web服务器与Internet相连接很适合于远程监控和生产过程控制等系统，通过特定的手段采集数据，利用远程浏览器通过访问嵌入式Web服务器就可以直接监控现场设备的运行，提高生产效率和管理水平。在嵌入式系统上实现WEB服务器，不仅克服了嵌入式系统用户界面死板甚至无界面的缺点，同时也为嵌入式系统的远程应用提供了一种人

3、机可交互的方便的操作方式，从而使嵌入式MCU以WEB服务器的方式提供给客户端。在嵌入式系统网络化应用日趋流行的今天，设计和实现微处理器的网络接入是一个很有现实意义的问题，可以实现基于Internet的远程数据采集、远程控制、自动报警、上传/下载数据文件、自动发送E-mail等功能，同时也为IST（InternetSensorTechnology网络传感器技术）、HVAC（家庭环境自动控制）、局部环境自动监测、智能小区管理、网络自动抄表等技术的应用与发展提供技术保证。8051系列微处理器被广泛应用于从军事、自动控制到PC机上的键盘上等各种应用系统中，很多制造商都可提供8051内核系列单片机

4、，像Intel、Philips、Atmel、Siemens等。这些制造商给51系列单片机加入了大量的性能和外部功能，像I2C总线接口、模拟量到数字量的转换、看门狗、PWM输出等，更加丰富了8051单片机的功能和外围接口。不少芯片的工作频率达到40MHz，工作电压下降到1.5V，由于这些功能都是基于同一个内核，使得8051单片机很适合作为厂家产品的基本构架。同时由于基于8051系列微处理器的硬件系统价格低廉，因此对于那些需要开发低成本产品的项目来说是一种不错的选择。而伴随着Internet遍布于全世界的每个角落，对于大量低端的以8051系列微处理器为核心的小型嵌入式设备来说，把其作为一个简

5、单的WEB服务器，借助于Internet来传送各种测量和控制信息，可以使人们在任何时候，任何地方实时监控现场设备和数据，还可以在远方对现场设备进行诊断和软件升级，具有快速、方便、可靠的特点。因此单片机如何控制以太网网卡控制器进行数据传输，如何嵌入TCP/IP协议使其连接到互联网，这些都具有深远的意义。1.2本课题在国内外的发展现状近几年来，国外投入嵌入式Internet研究的公司逐渐增多，参与研究的公司规模差异也越来越大，大的如Philips、Microsoft、NEC、Motorola等公司，小的则是一些刚刚成立的高科技公司。下面主要介绍一些国外公司在嵌入式Internet领域的研究状

6、况。1）iReady公司致力开发各种TCP/IP堆栈处理器硅片解决方案。它己成功开发TCP/IP堆栈技术，这种独特的技术可提供全面的传送卸载支持，确保以太网网络可以发挥极高的性能。多家公司已获许可使用iReady的硬件加速TCP/IP堆栈技术，有关公司包括Toshiba、SeikoInstruments、Sony及AgilenteSeiko公司在此基础上推出IC芯片S7600A芯片，将TCP/IP协议栈用硬件方法予以实现。2）AcceleratedTechnologies公司开发的NucleusPlus实时核心软件，提供了完整的TCP/IP协议栈，包括全部源程序（称为NucleusNet

7、，价格约为14995美元）。3）美国EmWare公司提出嵌入式微互联网EMIT（EmbeddedInternetTechnology）运行技术，即嵌入式微型网络技术，将串口设备接入Internet，实现基于Internet的远程数据采集、智能控制、上传/下载数据文件等功能。松下电工的家庭网络中间件，核心技术即采用的EmWare公司开发的EMIT构架。4）在工业测控领域，1999年成立的“工业以太网协会”（IEA）正在积极致力于工业以