1、摘要随着嵌入式系统在工业控制领域的广泛应用和发展,以及控制系统的 网络化发展趋势,嵌入式系统的网络特性越来越受到重视。目前己有 TCP/IP 协议栈多数是面向 32 位微处理器的,但是 32 位微处理器在工业控 制领域增长缓慢,8 位和 16 位的嵌入式系统在工业控制领域仍占据着垄断 地位,有着极为广泛的应用。 本文着眼于嵌入式 TCP/IP 技术在工业以太网中的应用,综述了国内外 工业以太网技术和嵌入式 TCP/IP 技术的发展情况和研究动态。在 AT89C51 单片机上设计并实现了精简的 TCP/IP 协议栈,提出了系统的整体架构和具 体实现方案,并重点讨论了 ARP 协议、IP 协议、ICMP 协议、UDP 协议和 RTL8019AS 驱动程序的设计和实现。 在实验室条件下,对 IP 协议、ICPM 协议、UDP 协议进行了正确性测 试和功能测试。系统具有良好的稳定性和可靠性,达到了预期目的。关键词关键词:嵌入式系统;工业控制;RTL8019AS;TCP/IP;AT89C51AbstractWith the application and development of the e
2、mbedded system in the field of the industrial control,and the trand of the network control,the network featuresof the embedded system are more attention.Currently,most TCP/IP stack is based on 32-bit microprocessor.However,32-bit microprocessors grows slowly in the field of the industrial control,8-bit and 16-bit embedded systems still hold a mononoly position in this field,have many applications.This paper focuses on the use of embedded TCP/IP techology in industry Ethernet,and summarizes the d
3、evelopment are research of industry Ethernet technology and embedded TCP/IP technology. In this paper,embedded TCP/IP stack in AT89C51 is designed and implemented.The framework of the system and the specific plan are proposed.We focus on the ARP,IP,UDP ,ICMP and RTL8019AS driver.Now,the TCP/IP stack is comprehensively tested in AT89C51, and the results must show that the embedded TCP/IP stack have good configurable and reliability,achieves the design objectives.Key words:embedded system;industri
4、al control;RTL8019AS;TCP/IP; AT89C51目录摘要 .IAbstract .II第 1 章 绪论.- 1 -1.1 选题背景及意义.- 1 -1.2 嵌入式服务器的历史和现状.- 1 -1.3 嵌入式 TCP/IP 协议栈的研究现状.- 2 -1.4 主要研究内容和实现方法.- 3 -第 2 章 嵌入式服务器总体介绍和设计.- 4 -2.1 嵌入式服务器总体功能概述.- 4 -2.2 嵌入式服务器总体工作流程简介.- 5 -2.3 嵌入式服务器硬件电路的设计.- 6 -2.3.1 RTL8019AS 接口电路的设计 .- 6 -2.3.2 存储器的扩展.- 7 -2.3.3 串口部分的设计.- 8 -第 3 章 TCP/IP 协议的设计与实现.- 10 -3.1 嵌入式系统网络体系结构.- 10 -3.2 TCP/IP 协议概述.- 10 -3.3 ARP 协议的设计与实现.- 11 -3.4 IP 协议的设计与实现 .- 13 -3.5 ICMP 协议的设计与实现.- 15 -3.6 UDP 协议的设计与实现.- 17 -第 4 章 RTL8019AS
5、驱动程序的设计 .- 19 -4.1 RTL8019AS 主要特性 .- 19 -4.2 RTL8019AS 内部结构 .- 19 -4.3 RTL8019AS 寄存器功能 .- 20 -4.4 以太网帧格式.- 22 -4.5 RTL8019AS 驱动程序的实现 .- 22 -4.5.1 RTL8019AS 初始化过程 .- 23 -4.5.2 RTL8019AS 的数据接收处理过程 .- 26 -4.5.3 RTL8019AS 的数据发送处理过程 .- 28 -第 5 章 嵌入式服务器的仿真与测试.- 31 -结论.- 34 -致谢.- 35 -参考文献.- 36 -第 1 章 绪论1.1 选题背景及意义Internet 进入了一个崭新的时代,它己经成为我们日常生活的一个基本 组成部分。无论是在家中、学校中、办公室中,还是在其它什么地方,都 能够方便地连接到 Internet 上。随着 Internet 的普及和深入应用,嵌入式系 统越来越重视自己的网络特性1。 要在全球范围内实现信息化,每个设备都可以接入 Internet 将是一个必 要条件,支持 TCP/IP 协议的各种设备将成为 Internet 的主力公民。嵌入式 系统己经在家庭、办公室、工业控制等各个领域得到了广泛的应用。但是, 目前大多数的嵌入式系统还处于独立使用阶段,以微处理器为核心,与各 种传感器、伺服装置、指示仪表集成实现特定的功能
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