【導(dǎo)讀】式設(shè)備通信并進(jìn)行控制。本課題的設(shè)計(jì)目的就是通過一個(gè)轉(zhuǎn)接裝置，能實(shí)現(xiàn)串口和。以太網(wǎng)接口之間的通信。本次試驗(yàn)主要是設(shè)計(jì)ZNE-100模塊的開發(fā)板，完成RS-232. 模塊的功能及各個(gè)管腳的信號(hào)。然后用VC＋＋為軟件開發(fā)平臺(tái)，開發(fā)適用于工程控。絡(luò)功能要求也越來越高。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INTERNET協(xié)議，從而能夠通過用戶熟悉的瀏覽器查看設(shè)備狀態(tài)、設(shè)置設(shè)備參數(shù)，一類型的控制網(wǎng)相連，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。在目前應(yīng)用的大多數(shù)測(cè)控系統(tǒng)中，嵌入式。因此，單片機(jī)與單片機(jī)或上位機(jī)之間的通信通常。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(diǎn)。所以研究一種精簡的、模塊化的智能TCP/IP接口是對(duì)這一問題的比較。制作一塊智能機(jī)板，整和標(biāo)準(zhǔn)的RS232串口，是我的整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的思路。干擾能力差等缺點(diǎn)使其無法滿足對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的現(xiàn)代工業(yè)控制。可靠的通信已成為可能。重量級(jí)廠商和公司的有利支持；與此相反，ARM公司獲得了上百家公司的支持，

　　

【正文】 接收器輸入靈敏度： 3V～＋ 3V 接收器輸入阻抗： 3K～ 7K RS232 接口電路圖 圖中 URT0 為 RS232 串口 ,可以用來接嵌入式設(shè)備 (ARM)， 也是我們?cè)囼?yàn)中主要用到的串口， 第 2， 3 針腳分別負(fù)責(zé)發(fā)送接收 ，第 5 針信號(hào)腳接地。 西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) MAX232 是按照 RS232 標(biāo)準(zhǔn)的串口控制芯片 。其中它的 6引腳分別接電容， 1 1 15 引腳接地， 1 14 引腳懸空， 16 引腳接 5V電壓， 7引腳分別負(fù)責(zé)輸出信號(hào)的輸入和輸出， 9 引腳分別為輸入信號(hào)的輸入和輸出 。 SELECT2_2 為 RS232 和 RS485 通訊的切換跳線 。當(dāng)跳線設(shè)置為 C2— B2， C1— B1時(shí)，設(shè)備使用 RS232 接口通訊 ； 當(dāng)跳線設(shè)置為 A2— B2， A1— B1時(shí)，設(shè)備使用 RS485接口通訊 ；當(dāng)不接跳線設(shè)置時(shí)， 只使用 ZNE100 模塊的 TTL 電平進(jìn)行通訊 ，而不使用 RS232 接口和 RS485 接口。 SELECT2_2 的 4 引腳分別接 RS485 串口的輸入和輸出信號(hào)， 6引腳分別接 RS232串口的輸入和輸出信號(hào) ， 5引腳分別接 ZNE100模塊的 6號(hào)管腳 ，分別負(fù)責(zé) 輸入和輸出信號(hào)。 I/O 線信號(hào)電路設(shè)計(jì) 這里 的信號(hào)燈 LED1～ LED5 分別指示的是 I/O_2～ I/O_6 線上的信號(hào)。 I/O 線信號(hào) 燈 電路 圖 HEADER 5X2 為 I/O 線信號(hào) 燈設(shè)置跳線 ，當(dāng)引腳低電平時(shí)信號(hào)有效，即是進(jìn)行跳線短接設(shè)置 1— 2,3— 4,5— 6,7— 8,9— 10時(shí)，每條線上的信號(hào)燈分別指示改線上的信號(hào)。 由于 ZNE100 模塊的 1 20～ 23 管腳保留，實(shí)際上 我們?cè)谠囼?yàn) 中并沒有用到這個(gè)電路 。 復(fù)位電路 設(shè)計(jì) 復(fù)位鍵 RST 的一端接地，一端接 ZNE100 模塊的 10 號(hào)管腳―― nRST 模塊復(fù)西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(fù)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(jì) 由于目前以太網(wǎng)普遍采用非屏蔽雙絞線，我們用的是對(duì)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(gè)管腳，實(shí)際上只用了其中 4 個(gè)管腳。 其它管腳懸空保留。 管腳號(hào) 信號(hào) 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(hào)。 RJ45 接口上的外殼通過連接電容再接地是為了防止信號(hào)干擾。 右圖 的 D D D6 是 網(wǎng)絡(luò)信號(hào)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。 西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 網(wǎng)絡(luò)信號(hào)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(hào)管腳相連 ， D4 連到模塊的 19 號(hào)管腳， D5 連到模塊的 5 號(hào)管腳 。 它們都由模塊輸出的信號(hào)控制 。 ZNE100 模塊的管腳電路設(shè)計(jì) 根據(jù) 第三章介紹的 ZNE100 模塊管腳進(jìn)行對(duì)應(yīng)的 排針針座 電路設(shè)計(jì)， J J4 的每個(gè)針腳都對(duì)應(yīng)模塊的管腳，并設(shè)計(jì)了一對(duì)可供擴(kuò)展用的排針 J J2 西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) ZNE100 管腳電路圖 擴(kuò)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(duì)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(hào) (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(jì)原理正確的前提下，減少了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)。 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 加西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) ZNE100 模塊做一個(gè)橋接的功能， 通過以 太網(wǎng) 接口 連 接到計(jì)算機(jī)的網(wǎng)卡上。計(jì)算機(jī)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(duì)模塊的參數(shù)進(jìn)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(chǔ)器里， 然后運(yùn)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)的西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) TCP/IP 數(shù)據(jù)報(bào)，通過 RJ45 接口發(fā)送給計(jì)算機(jī)。 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(jì)，我們對(duì) ARM7 單片機(jī)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?cè)谠囼?yàn)中用到了 軟件對(duì) ARM進(jìn)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(jī)，所以 開始時(shí)對(duì) ARM 一點(diǎn)都不了解， 調(diào)試 ARM2100 時(shí)，我用 ISP進(jìn)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(jìn)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(yàn)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(jì)了模塊的開發(fā)板電路，利用模塊的橋接功能實(shí)現(xiàn)了串口與以太網(wǎng)接口之間的數(shù)據(jù)傳輸。 對(duì) 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(shí)現(xiàn)單一芯片的 TCP/IP 功能化，代替整個(gè) 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(jì)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(shí)工作很忙的情況下為我們進(jìn)行了相關(guān)理論的講解 ， 這使我們?cè)?研究設(shè)計(jì) 上有了一個(gè)比較明確的方向 。 在我們對(duì) ARM 進(jìn)行研究并準(zhǔn)備動(dòng)手做的時(shí)候，他對(duì)我們的 思路 提出的寶貴建議 ， 使得我們得以不斷改進(jìn) 。 在我們?cè)O(shè)計(jì)的 先 期 階段，我們 要 進(jìn)行下載的時(shí)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(jì) 得以順利進(jìn)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(duì)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(jì)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(gè)成員 楊明揚(yáng) ，他 都特別認(rèn)真 ,他付出了大量的辛苦努力 ， 他也在支持和鼓勵(lì)我 ， 他給我耐心的講解他的思路和進(jìn)展 ,這讓我很感動(dòng) ， 也使我在沒有太大的壓力的情況 下投入到設(shè)計(jì)中，西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 在整個(gè)設(shè)計(jì)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(jì)不僅增加了我們的友誼也使我們?cè)趯I(yè)上的水平有了很大的提高 。 參 考 文 獻(xiàn) [1] Andrew ，計(jì)算機(jī)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(jì)與仿真應(yīng)用，清華大學(xué)出版社， . [3] 劉瑞挺，全國計(jì)算機(jī)等級(jí)考試三級(jí)教程 — 網(wǎng)絡(luò)技術(shù) ,高等教育出版社， . [4] 丁元杰，單片微機(jī) 原理及應(yīng)用， 第二版， 機(jī)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] 口電路 . [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(jì) ， . 附錄 附錄 1 地址映射程序 include sar_CheckPacket(ap) register arp_Header *ap。 西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) { 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() + 2021。 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。 西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) opsrcIPAddr = sin_lclINAddr。 MoveW(sed_lclEthAddr, opsrcEthAddr, sizeof(eth_HwAddress))。 opdstIPAddr = ina。 /* ...and send the packet */