【導(dǎo)讀】備通信并進行控制。本課題的設(shè)計目的就是通過一個轉(zhuǎn)接裝置，能實現(xiàn)串口和以太網(wǎng)接。本次試驗主要是設(shè)計ZNE-100模塊的開發(fā)板，完成RS-232串口電路及。各個管腳的信號。然后用VC＋＋為軟件開發(fā)平臺，開發(fā)適用于工程控制的協(xié)議棧，進。當(dāng)前的要求是希望工業(yè)控制設(shè)備能夠支持TCP/IP以及其它。這就要求工控系統(tǒng)必須具備兩方面的功能：一是要在現(xiàn)場完成復(fù)雜的測控任務(wù)，因。相連，以實現(xiàn)遠程監(jiān)控。在目前應(yīng)用的大多數(shù)測控系統(tǒng)中，嵌入式系統(tǒng)的硬件采用的是。工業(yè)以太網(wǎng)已逐步完善，在。工業(yè)以太網(wǎng)使用的是TCP/IP協(xié)議，因而便于聯(lián)網(wǎng)，并具有高速控制網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點。精簡的ARM-TCP/IP接口的開發(fā)和研究可以提供有效的手。而全部以新的帶TCP/IP以太網(wǎng)。究一種精簡的、模塊化的智能TCP/IP接口是對這一問題的比較合適的解決。能力差等缺點使其無法滿足對實時性要求較高的現(xiàn)代工業(yè)控制。是高風(fēng)險、高隱患。些公司都有一定的實力基礎(chǔ)，確保了板子的可學(xué)習(xí)性。相反，雖然altera宣稱自己的

　　

【正文】 /O 線信號燈電路圖 HEADER 5X2 為 I/O 線信號燈設(shè)置跳線，當(dāng)引腳低電平時信號有效，即是進行跳線短接設(shè)置 1— 2,3— 4,5— 6,7— 8,9— 10 時，每條線上的信號燈分別指示改線上的信號。 由于 ZNE100 模塊的 1 20～ 23 管腳保留，實際上我們在試驗中并沒有用到這個電路。 復(fù)位電路設(shè)計 復(fù)位鍵 RST 的一端接地，一端接 ZNE100 模塊的 10 號管腳―― nRST 模塊復(fù)位腳。由于管腳低電平有效，按一下復(fù)位鍵后能產(chǎn)生一大于 20us 的負脈沖，使模 塊復(fù)位。 復(fù)位電路圖 以太網(wǎng)接口電路設(shè)計 由于目前以太網(wǎng)普遍采用非屏蔽雙絞線，我們用的是對應(yīng)的 RJ45 接口 ,接口管腳排列如下圖 : RJ45 接口 雖然 RJ45 接口有 8個管腳，實際上只用了其中 4個管腳。其它管腳懸空保留。 管腳號 信號 1 TX+ 2 TX 3 RX+ 6 RX RJ45 接口上的 6 管腳分別連到 ZNE100 模塊的 4 管腳，傳輸以太網(wǎng)信號。 RJ45 接口上的外殼通過連接電容再接地是為了防止信號干擾。 右圖的 D D D6 是 網(wǎng)絡(luò)信號燈， D6 表示的是以太網(wǎng)接收數(shù)據(jù)， D4表示的是以太網(wǎng)發(fā)送數(shù)據(jù)， D5 表示的是以太網(wǎng)連接燈。 網(wǎng)絡(luò)信號燈 說明 D6 無數(shù)據(jù)接收亮，接收數(shù)據(jù)則滅 D4 無數(shù)據(jù)發(fā)送亮，發(fā)送數(shù)據(jù)則滅 D5 接上網(wǎng)絡(luò)亮，沒有連上網(wǎng)絡(luò)滅 以太網(wǎng)接口電路圖 其中 D6 與 ZNE100 模塊的 15 號管腳相連， D4 連到模塊的 19 號管腳， D5 連到模塊的 5 號管腳。它們都由模塊輸出的信號控制。 ZNE100 模塊的管腳電路設(shè)計 根據(jù)第三章介紹的 ZNE100 模塊管腳進行對應(yīng)的排針針座電路設(shè)計， J J4 的每個針腳都對應(yīng)模塊的管腳，并設(shè)計了一對可供擴展用的排針 J J2 ZNE100 管腳電路圖 擴展管腳電路圖 PCB 的制作 合理的 PCB 制作顯得非常重要。為了盡可能的降低器件之間的相互干擾和外界對系統(tǒng)的干擾，在制板中我們采用了以下的一些工藝手段： (1)采用大面積接地工藝，以便抑制干擾信號 (2)布線盡量走直線，減少器件之間的相互影響 (3)把容易引起干擾的部分做的盡可能小，以便減少不必要的電磁泄漏 通過采取了以上措施，提高了系統(tǒng)的可靠性，在設(shè)計原理正確的前提下，減少了系統(tǒng)實現(xiàn)的 風(fēng)險。 7．調(diào)試 先將 ARM 通過 UART1 串口連接到開發(fā)板的 RS232 串口上，我們使用開發(fā)板加ZNE100 模塊做一個橋接的功能，通過以太網(wǎng)接口連接到計算機的網(wǎng)卡上。計算機上使用 ZNetCom 軟件已經(jīng)找到了 ZNE100模塊設(shè)備。 并且可以通過軟件對模塊的參數(shù)進行調(diào)節(jié)， 原理是先將調(diào)試通過的程序通過并口下載到 ARM 芯片的 FLASH 存儲器里，然后運行程序通過串口向 ZNE 模塊發(fā)送串口數(shù)據(jù)，模塊將收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)的 TCP/IP 數(shù)據(jù)報，通過 RJ45 接口發(fā)送給計算機。 由于 ARM芯片的問題，調(diào) 試程序不能下載不到 FLASH 里面， 結(jié) 通過這次畢業(yè)設(shè)計，我們對 ARM7 單片機有了比較系統(tǒng)的了解，熟悉 ARM 的 RISC語言編程環(huán)境，了解了網(wǎng)絡(luò)通信，特別是 TCP/IP 協(xié)議下的網(wǎng)絡(luò)通信硬件原理。我們在試驗中用到了 軟件對 ARM 進行調(diào)試，初步熟悉了該軟件。原來從來沒有接觸過32 位的單片機，所以開始時對 ARM 一點都不了解，調(diào)試 ARM2100 時，我用 ISP 進行下載，不過由于串口傳輸速度慢，并且不穩(wěn)定，導(dǎo)致程序無法下載。經(jīng)過李理老師的指導(dǎo)過后，我們用 JTAG 連接并口進行下載，雖然還是經(jīng)常 出現(xiàn)下載不了的問題，不過偶爾還是可以下載的。試驗還用到了 ZNE模塊，由于它是一款嵌入式網(wǎng)絡(luò)模塊，它內(nèi)部集成了 TCP/IP 協(xié)議棧，用戶利于它可以輕松完成嵌入式設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)功能。我們主要就是設(shè)計了模塊的開發(fā)板電路，利用模塊的橋接功能實現(xiàn)了串口與以太網(wǎng)接口之間的數(shù)據(jù)傳輸。對開發(fā)出適合工程控制的協(xié)議棧，用現(xiàn)有的 ARM 芯片（ LPC2119）代替 ZNE100 模塊，實現(xiàn)單一芯片的 TCP/IP 功能化，代替整個 ZNE100 模塊的功能還有待探索，理論證明是可行的。 致 謝 這次設(shè)計本我得到了指導(dǎo)老師李理的大力支持和幫助。 李理老師在平時工作很忙的情況下為我們進行了相關(guān)理論的講解，這使我們在研究設(shè)計上有了一個比較明確的方向。在我們對 ARM 進行研究并準(zhǔn)備動手做的時候，他對我們的思路提出的寶貴建議，使得我們得以不斷改進。在我們設(shè)計的先期階段，我們要進行下載的時候，李理老師給我們提供的硬件的支持，幫我們向?qū)W校購了 ARM2100 開發(fā)板，以及 ZNE－ 100 模塊，讓我們的設(shè)計得以順利進行。在論文的書寫過程中 ,李理老師也給我們提出了寶貴的意見，并幫助我們修改格式及內(nèi)容，使其更加符合標(biāo)準(zhǔn)。在此 ,我們對他的辛勤工作和耐心幫助表示衷心的感謝。還要 感謝謝先博老師，在我們的設(shè)計過程中他常常幫助我們解決疑難問題。另外，還要很感謝我們班的李蘭婷同學(xué)，她經(jīng)不遺余力的幫助我，使我倍受感激。最后感謝的是我們組另一個成員楊明揚，他都特別認真 ,他付出了大量的辛苦努力，他也在支持和鼓勵我，他給我耐心的講解他的思路和進展 ,這讓我很感動，也使我在沒有太大的壓力的情況下投入到設(shè)計中，在整個設(shè)計中我們一直合作得很愉快，很多問題都是在大家一起商量中得到了解決。這次設(shè)計不僅增加了我們的友誼也使我們在專業(yè)上的水平有了很大的提高。 參 考 文 獻 [1] Andrew ，計算機網(wǎng)絡(luò)， 熊桂喜、王小虎 譯，第三版，清華大學(xué)出版社， . [2] 梁恩主 梁恩維， Protel 99 SE電路設(shè)計與仿真應(yīng)用，清華大學(xué)出版社， . [3] 劉瑞挺，全國計算機等級考試三級教程 — 網(wǎng)絡(luò)技術(shù) ,高等教育出版社， . [4] 丁元杰，單片微機原理及應(yīng)用，第二版，機械工業(yè)出版社， . [5] LPC2114/2124/2212/2214使用指南 . [6] ARM芯片詳解 . [7] NETWORK PROTOCOLS. [8] , ARM系列內(nèi)核介紹 . [9] TCP/IP詳解 . [10] 32 位 RISC CPU ARM芯片的應(yīng)用和選型 . [11] 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 . [12] ARM簡介及編程 . [13] . [14] . [15] 路 . [16] . [17] . [18] 康華光，電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分 ,第四版，高等教育出版社， . [19] 康華光，電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分 ,第四版，高等教育出版社， . [20] 鄭莉 董淵， C++語言程序設(shè)計， . 附錄 附錄 1 地址映射程序 include sar_CheckPacket(ap) register arp_Header *ap。 { register arp_Header *op。 if ( aphwType != arp_TypeEther || /* have ether hardware, */ approtType != 0x800 || /* and inter software, */ apopcode != ARP_REQUEST || /* and be a resolution req. */ apdstIPAddr != sin_lclINAddr /* for my addr. */ ) return ( 0 )。 /* .... or we ignore it. */ /* format response. */ op = (arp_Header *)sed_FormatPacket(apsrcEthAddr, 0x806)。 ophwType = arp_TypeEther。 opprotType = 0x800。 ophwProtAddrLen = (sizeof(eth_HwAddress) 8) + sizeof(in_HwAddress)。 opopcode = ARP_REPLY。 opsrcIPAddr = sin_lclINAddr。 MoveW(sed_lclEthAddr, opsrcEthAddr, sizeof(eth_HwAddress))。 apdstIPAddr = opsrcIPAddr。 MoveW(apsrcEthAddr, opdstEthAddr, sizeof(eth_HwAddress))。 sed_Send(sizeof(arp_Header))。 return ( 1 )。 } /* * Do an address resolution bit. */ sar_MapIn2Eth(ina, ethap) longword ina。 eth_HwAddress *ethap。 { register arp_Header *op。 extern in_HwAddress sin_lclINAddr。 register i。 longword endTime。 longword rxMitTime。 sed_Receive( 0 )。 endTime = clock_ValueRough() + 2020。 while ( endTime clock_ValueRough() ) { op = (arp_Header *)sed_FormatPacket(amp。sed_ethBcastAddr[0], 0x806)。 ophwType = arp_TypeEther。 opprotType = 0x800。 ophwProtAddrLen = (sizeof(eth_HwAddress) 8) + sizeof(in_HwAddress)。 opopcode = ARP_REQUEST。 opsrcIPAddr = sin_lclINAddr。 MoveW(sed_lclEthAddr, opsrcEthAddr, sizeof(eth_HwAddress))。 opdstIPAddr = ina。 /* ...and send the packet */ sed_Send( sizeof(arp_Header) )。 rxMitTime = clock_ValueRough() + while ( rxMitTime clock_ValueRough() ) { op = (arp_Header *)sed_IsPacket()。 if ( op ) { if ( sed_CheckPacket(op, 0x806) == 1 amp。amp。 opprotType == 0x800 amp。amp。 opsrcIPAddr == ina amp。amp。 opopcode == ARP_REPLY ) { MoveW(opsrcEthAddr, ethap, sizeof(eth_HwAddress))。 return ( 1 )。 } sed_Receive(op)。 } } } return ( 0 )。 } 附錄 2 發(fā)送數(shù)據(jù)程序 include include define en10pages ((en10size) pageshift) octet *sed_va。 /* virtual address of ether card */ eth_HwAddress sed_lclEthAddr。 /* local ether address */ eth_HwAddress sed_ethBcastAddr。 /* Ether broad