【正文】 RAM的前12頁（即0X4000~0X4BFF）存儲區(qū)作為發(fā)送緩沖區(qū)；后52頁（即0X4C00～0X7FFF）存儲區(qū)作為接收緩沖區(qū)。， I/O地址分配RTL8019AS具有32位輸入輸出地址，地址偏移量為00H～1FH。C8051F020雖然可以直接讀寫寄存器組，但是卻不能直接讀寫雙口RAM，需要通過遠程DMA端口間接訪問雙口RAM，（遠程DMA地址包括10H～17H），C8051F020先在寄存器組中設(shè)置緩沖區(qū)地址和字節(jié)計數(shù)器，然后通過循環(huán)讀寫遠程DMA端口，把數(shù)據(jù)傳送到雙口RAM的緩沖區(qū)，或從其中讀取出來。Pin 96IOCS16采用電阻下拉該引腳，復(fù)位時刻腳為低電平，選擇8位模式。SD鎖存器74HC373的DATAO一DATA7接單片機的P7口，/OE接地，LE接單片機的ALE。由于指令的原因，以及資源上的原因，在UNIX上實現(xiàn)的TCP/IP協(xié)議的源代碼并不能直接移植到8位的單片機上。IP傳給網(wǎng)絡(luò)接口層的數(shù)據(jù)單元稱作IP數(shù)據(jù)報（IP datagram）。鏈路層通常包括計算機中對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口卡及其設(shè)備驅(qū)動程序，它們一起處理與電纜(或其它任何傳輸媒介)的物理接口細節(jié)，完成網(wǎng)絡(luò)上物理幀的傳輸。當某主機要向以太網(wǎng)中另一臺主機發(fā)送IP數(shù)據(jù)時，它首先根據(jù)目的主機的IP地址在ARP高速緩存中查詢相應(yīng)的以太網(wǎng)地址，ARP高速緩存是主機維護的一個IP地址到相應(yīng)以太網(wǎng)地址的映射。單片機一般采用發(fā)送小數(shù)據(jù)包的方式，以避免分段。TCP是一種面向連接的協(xié)議，TCP為兩臺主機提供高可靠性的數(shù)據(jù)通信，通過使用序列號和確認信息，TCP能夠向發(fā)送方提供到達接收方的數(shù)據(jù)包的傳送信息?？梢詮氖澜缟先魏我慌_計算機中找到特定的通信對象，并向其發(fā)送數(shù)據(jù)。因此就會發(fā)生某一客戶機發(fā)給一個主機，而此主機事先并未把此客戶機列入其目標端口號而加以監(jiān)聽。一個使用UDP實行信息廣播的典型例子，就是在DHCP協(xié)議(動態(tài)主機控制協(xié)議)中，當系統(tǒng)引導(dǎo)的時候，發(fā)出廣播信息，通知所有DHCP服務(wù)器向系統(tǒng)提交網(wǎng)絡(luò)配置信息。序號:用于保證數(shù)據(jù)的到達順序與可靠性。ACK(Acknowledgement Flag)表示應(yīng)答確認號的字段是有效的。 應(yīng)用層的協(xié)議分析應(yīng)用層負責(zé)處理特定的應(yīng)用程序細節(jié)。軟件設(shè)計分兩部分:網(wǎng)卡控制器驅(qū)動程序設(shè)計和TCP/IP協(xié)議設(shè)計。（程序見附錄）RTL8019AS有四頁寄存器組，每頁寄存器組有16個寄存器。RDRD1和RD0位用于要確定的功能: =001讀網(wǎng)卡內(nèi)存 =010寫網(wǎng)卡內(nèi)存 =011發(fā)送網(wǎng)卡數(shù)據(jù)包 =1**完成或結(jié)束DMA的讀寫操作TXP位寫入1時發(fā)送數(shù)據(jù)包，發(fā)完自動清零；STA和STP位用于啟動和停止。用0x4c~0x7f共52頁作為網(wǎng)卡的接收緩沖區(qū)。此時實際上出現(xiàn)了內(nèi)存溢出。然后用戶應(yīng)該讀取數(shù)據(jù)包，直到上述條件成立時，表示所有數(shù)據(jù)包己經(jīng)讀完，此時停止讀取數(shù)據(jù)包。 MAR0~MAR7是設(shè)置多點播送的參數(shù)。在中斷方式下，控制器每收到一個完整的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包后，向CPU發(fā)出中斷請求，CPU響應(yīng)RTL8019AS的中斷申請后，進人中斷服務(wù)程序并開始接收數(shù)據(jù)。通過RTLSO19的本地DMA將數(shù)據(jù)送入FIFO進行發(fā)送。設(shè)計要點:(1)ARP協(xié)議以及IP協(xié)議都是以太網(wǎng)協(xié)議的上層協(xié)議，因此在ARP報文上需要添加以太網(wǎng)首部(包括源物理地址、目的物理地址、幀類型，共14字節(jié))。從鏈路層收到一個數(shù)據(jù)報檢驗版本號、校驗和、目的IP地址是否符合要求開始記錄協(xié)議類型，拆數(shù)據(jù)報協(xié)議類型所指明的上層協(xié)議處理模塊返回丟失該數(shù)據(jù)報NY 圖 42 IP協(xié)議接收數(shù)據(jù)報處理過程表43 IP數(shù)據(jù)包的封裝14字節(jié) 20字節(jié) n個字節(jié)以太網(wǎng)首部IP首部上層數(shù)據(jù)報。它的協(xié)議格式如圖所示。(3)序號字段用于一組Ping請求和應(yīng)答，序號從0開始，每發(fā)送一次新的Ping請求，該值就加一。Ping應(yīng)答程序流程圖如圖48所示。連接的雙方必須對發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)保持跟蹤，以便能夠檢測出數(shù)據(jù)流中的遺漏和重復(fù)。對于Web服務(wù)器，其TCP的狀態(tài)機做了簡化，只存在6個狀態(tài)，這六個狀態(tài)是:TCP_Listen、TCP_SYN_Rec、TCP_ SYN_Sent、TCP_Established、TCP_Close_wait和TCP_ Last_ Ack。建立TCP的點——點連接，包括“三重握手”的操作:(l)客戶機向服務(wù)器發(fā)出同步段(SYN)，請求接入。在第二步中建立TCP接入時，服務(wù)器也要選送一個自己的初始序號，并用這個號作為對客戶機送來序號的應(yīng)答號返送給客戶機。此時，客戶機不能再向遠方服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)，但是仍可接收數(shù)據(jù)。至此，接入已從兩端拆除完畢。但如果每次只對單個TCI)報文進行確認的話，并沒有太大的難度。 HTTP協(xié)議的實現(xiàn)HTTP最起碼的功能應(yīng)該能夠?qū)λ邮盏降腡CP包中的信息提取出HTTP消息，并對此消息進行分析，以便知道對方請求內(nèi)容，并將相應(yīng)的信息發(fā)送給對方。當遠端客戶機訪問服務(wù)器時，先與服務(wù)器進行TCP連接。 TCP變量的定義TCP數(shù)據(jù)被封裝在一個IP數(shù)據(jù)報中，如圖45所示。序列號和確認號這兩個字段用于協(xié)同完成TCP協(xié)議中的確認工作。此時，服務(wù)器不能再發(fā)送數(shù)據(jù)。每次成功的接入，只要本端和對端沒有執(zhí)行過關(guān)閉操作，就一直是接通的。應(yīng)答段本身不再需要應(yīng)答，避免應(yīng)答陷入無窮的嵌套。在將數(shù)據(jù)發(fā)向遠方主機之前，必須先建立TCP接入。圖311所示，就是一個完整的TCP狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。TCP協(xié)議在兩個端點之間建立了等效于物理連接的邏輯連接?；仫@請求包含一個任選數(shù)據(jù)區(qū)，應(yīng)答必須包含請求中任選數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)。代碼字段對于Ping請求和應(yīng)答都為零。包含ICMP報文的IP數(shù)據(jù)報報頭“協(xié)議”字段指出數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)容為ICMP報文。IP協(xié)議發(fā)送數(shù)據(jù)報過程比較簡單，當上層如TCP層要求傳送一個數(shù)據(jù)報時，IP層根據(jù)要求填好各個首部字段，然后把IP報頭加到上層數(shù)據(jù)的首部，再交由鏈路層處理就可以了。這種方式占用單片機的資源少，但可以實現(xiàn)地址的解析，在點對點通信時很有效。讀出4個字節(jié)，實際上是讀兩次，因為數(shù)據(jù)接口是16位的；，遠程DMA完成；，如果接收正確，需要重復(fù)以上接收過程再啟動遠程DMA，收取該數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)，只不過設(shè)置遠程DMA計數(shù)器RBCRI、RBCRO為剛才接收到的數(shù)據(jù)包長度；，設(shè)置下一次接收數(shù)據(jù)指針和接收邊界寄存器(即為下一包的開始指針地址)。 接收數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)接口通過兩個DMA操作來完成數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，本地DMA完成RTL8019與其內(nèi)部FIFO隊列之間的數(shù)據(jù)傳送，遠程DMA完成RTL8019與CPU之間的數(shù)據(jù)傳送。 IMR中斷屏蔽寄存器，設(shè)置成0x00屏蔽所有的中斷。用戶通過這個判斷知道沒有包可以讀。當加到最后的空頁(這里是0x80，PSTOP)時，將CURR置為接收緩沖區(qū)的第一頁(這里是0x4c，PSTART)，這是由網(wǎng)卡自動完成的。例如把網(wǎng)卡設(shè)置成使用8 kB的RAM，另外8kB的RAM就可以用來給單片機作為存儲器。在實際配置寄存器時，首先指定要配置的寄存器屬于哪一頁(即進行PSI和PSO的設(shè)置)，然后對那一頁中的寄存器寫入配置信息。軟件的編寫才用KEIL公司的C51 uVision2 for Windows軟件。協(xié)議實現(xiàn)前應(yīng)該首先明白各個協(xié)議的關(guān)系。選項:為提高TCP的通信性能所準備的選項。保留比特:為擴展所保留的6比特的字段，設(shè)定為0。見表36所示:表36 UDP檢驗和32位源IP地址32位目的IP地址全0 8位協(xié)議 16位UDP總長度源端口號 目的端口號UDP總長度 檢驗和數(shù)據(jù)（必須填充使數(shù)據(jù)是16的倍數(shù)） TCP協(xié)議 TCP和UDP不同，它向應(yīng)用層提供一種面向連接的、可靠的字節(jié)流服務(wù)。但對于高速處理器，二者的差別不會很大。TCP面向連接，而UDP是無連接能力的。這兩種運輸層協(xié)議分別在不同的應(yīng)用程序中有不同的用途。 傳輸層的協(xié)議分析傳輸層主要為兩臺主機上的應(yīng)用程序提供端到端的通信。如果嵌入式Internet需要跨越不同的網(wǎng)絡(luò)通信就必須要實現(xiàn)IP協(xié)議。 以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)接口層支持的是48位以太網(wǎng)地址，而網(wǎng)絡(luò)層支持的是32位的IP地址。為此，以太網(wǎng)的幀首部也有一個16bit的幀類型域。其中每一層對收到的數(shù)據(jù)都要增加一些首部信息（有時還要增加尾部信息）,。W29C040為32腳DIP封裝芯片，工作電壓為5V，內(nèi)部 512K * 8位的快速閃存，它的結(jié)構(gòu)為256字節(jié)為一頁，每頁的擦寫時間為5mS，整片擦除時間為50mS。同時外部RAM也用作串行口的輸入輸出緩沖，以使單片機可以較快地吞吐數(shù)據(jù)(用網(wǎng)卡上的RAM來代替62256會影響速度)。連接表以及總線信號見表22。通過設(shè)置CR寄存器中最高兩位來決定要訪問的頁。RTL8019AS有20根地址線，但是真正能夠?qū)ぶ返姆秶挥校?X00300～0X0031F這32個地址。一塊16K字節(jié)，地址為0X4000～0X7FFF；一塊32字節(jié)，地址為0X0000~0X001F。跳線方式，網(wǎng)卡的I/O地址和中斷都由跳線決定；內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖23所示：即插即用（PnP）8K16SRAMBoot ROM端口EEPROM端口MAC邏輯ENA(編碼譯碼)邏輯AUI接口雙絞線接口 圖 23 RTL8019AS內(nèi)部結(jié)構(gòu)遠程DMA接口是指：單片機對RTL8019AS內(nèi)部RAM進行讀寫的總線，用于和主處理器通信。其中P0口的8位數(shù)據(jù)總線直接和RTL8019AS的低8位數(shù)據(jù)線相連。全部懸空時選擇IRQS0。SD0～SD7是網(wǎng)卡的8位數(shù)據(jù)線，接單片機的P7口。Realtek網(wǎng)卡芯片RTL8019的主要特點為：（1）價格便宜，NE2000兼容，符合Ethernet （10BASE5,10BASE2,10BASET）標準。單片機的選擇主要考慮內(nèi)存大小，是為了讓單片機有足夠大的RAM空間來處理至少一個以太網(wǎng)幀，通過比較，選擇Cygnal C8051F020；Ethernet接口電路采用以太網(wǎng)控制芯片RTL8019AS實現(xiàn)。該方案中復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是通過emGateway在PC機上實現(xiàn)的。嵌入式Web服務(wù)器的軟件主要由芯片初始化設(shè)置、TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)、數(shù)據(jù)采集及處理等模塊組成。接收IP包接IP包，送TCP層接TCP包，送應(yīng)用層WEB SERVER處理請求信息傳送數(shù)據(jù)到RTL8019AS發(fā)送緩沖區(qū)＝0？TCP 打 包IP 打 包開 始初 始 化接收緩沖區(qū)＝0？ N YY 圖 11單片機處理流程圖在建立起相應(yīng)的硬件連接后，就可以根據(jù)不同的硬件特點，選用不同的開發(fā)工具和開發(fā)語言進行Web Server的軟件設(shè)計工作。嵌入式系統(tǒng)接入Internet以后，不僅可以實現(xiàn)設(shè)備的遠程控制、維護和升級，而且從另外一層意義上講，接入Internet的設(shè)備己經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)共享資源的一部分，可以說這是電子設(shè)備智能化以來設(shè)計思想的又一次飛躍。缺點是增加了開發(fā)難度，技術(shù)實現(xiàn)上有一定困難。但其缺點也是明顯的，32位微處理器開發(fā)難度大，開發(fā)工具昂貴，并且大多用在高端產(chǎn)品里，在成本較低的嵌入式系統(tǒng)里現(xiàn)在用的還比較少。[1]嵌入式計算機在應(yīng)用數(shù)量上遠遠超過了各種通用計算機。（2） DSP處理器(Digital Signal Processor, DSP)。 嵌入式系統(tǒng)的組成及特點嵌入式系統(tǒng)主要分為兩個部分:嵌入式硬件部分和嵌入式軟件部分。根據(jù)IEEE的定義，嵌入式系統(tǒng)是“控制、監(jiān)視、或者輔助設(shè)備、機器和車間運行的裝置”(devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants)。在商業(yè)領(lǐng)域中，先進的PDA己能在屏幕上實現(xiàn)漢字寫入、短消息語音發(fā)布，應(yīng)用范圍也將日益廣闊。武漢科技學(xué)院2006屆畢業(yè)設(shè)計論文 論自18世紀的工業(yè)革命以來，人類社會在每個世紀都有它的主流技術(shù)。在控制領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用于ATM機、自動售貨機、工業(yè)控制等設(shè)備。1. 2 嵌入式系統(tǒng)的定義嵌入式系統(tǒng)泛指單片機和微處理器構(gòu)成的電子設(shè)備。(3)嵌入式系統(tǒng)必須根據(jù)應(yīng)用需求可對軟硬件進行裁減，滿足應(yīng)用系統(tǒng)的功能、可靠性、成本、體積等要求。嵌入式處理器可分為:（1） 低端的微控制器(MicroController Unit，MCU)。嵌入式系統(tǒng)通常具有如下特性：（1） 完成單一或一組緊密相關(guān)的特定功能；（2） 具有高性能和實時的要求；（3） 系統(tǒng)作為設(shè)備的一部分，其運行一般不需要人工干預(yù)；（4） 系統(tǒng)的電源要求具有較高的可靠性和安全性；（5） 處理器的選擇是嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵一步。所以32位微處理器除了可以實現(xiàn)復(fù)雜功能外，還能較容易的進行網(wǎng)絡(luò)通信的TCP/IP協(xié)議處理，因而可以成為直接接入Internet的網(wǎng)絡(luò)儀器。利用這種方案的好處是省去操作系統(tǒng)和網(wǎng)關(guān)的費用，大大節(jié)約系統(tǒng)資源。隨著電子設(shè)備智能化要求的提高和各種功能強大的微處理器的推出，嵌入式系統(tǒng)逐漸成為許多電子設(shè)備不可缺少的一部分，并處在前所未有的發(fā)展期，而互聯(lián)網(wǎng)概念跳深入人心更為嵌入式系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合提出了要求。整個系統(tǒng)的軟件流程如圖11所示。TCP在建立連接過程中采用三向握手機制，以保證數(shù)據(jù)的可靠性，用戶可以根據(jù)自己的需要在此程序框架上添加構(gòu)成Web Server的所有其它動態(tài)或靜態(tài)元素。emGateway通過RS23RS48CAN等輕量級總線與外設(shè)聯(lián)系起來，每個外設(shè)的應(yīng)用程序中包含一個獨立的通信任務(wù)，稱為e