EDN China > 设计实例 > 微处理器与DSP > 多媒体处理器 > 正文
? 2016博客大赛-不限主题,寻找电子导师,大奖升级??

(多图) 用51内核网络单片机构成的远程监控系统

来源:单片机技术 单片机及嵌入式系统应用 同济大学 凌空 蒋式勤 钱梓楠 薛焘?? 2007年04月26日 ?? 收藏0

  引 言

  在工业控制、信息家电等应用领域,存在大量的嵌入式设备,而这些设备很多只有串口、CAN总线等简单的网络接口,通信能力有限,有的甚至处于孤立运行状态。如何让这些以单片机为核心的嵌入式系统接入以太网,并通过网络对它们进行远程监控,是当前电子世界中的研究热点。TCP/IP在Intemet和大多数局域网中的成功应用,已经证明了其强大的功能。如果实现TCP/IP协议和嵌入式系统的结合,嵌入式系统联网问题就能得到有效解决。目前,嵌入式系统联网主要有如下几种方案:①EMIT,以PC或其它高档计算机为网关,将CAN、RS-232等设备接入重量级网络;②采用32位MCU+实时操作系统,高档MCU功能强大,可以实现复杂操作,但需要有RTOS支持,这种方案的成本和对开发人员的要求较高;③采用Scenix的8位MCU,加上虚拟软件包,实现多任务操作系统,运行TCP/IP协议栈。

  本文提出的基于网络单片机的嵌入式远程监控系统方案,可以实现串口、CAN总线等轻量级网络和以太网的互连。该方案具有体积小,性价比高的特点。

  1 系统的组成

  基于网络单片机的嵌入式远程监控系统由主控制器、以太网接入模块、CAN网络接入模块、1-Wire网络、串口网络、存储器电路、实时时钟、电源模块和监控电路等功能模块组成。其原理框图如图1所示。

原理框图

  (1)主控制器

  采用原Dallas公司的高性能51内核的网络单片机Ds80C400,内部集成了1个10/100M以太网控制器(MAC),3个通用全双工串口,1个CAN2.0B控制器,1个1.Wire控制器。MCU内部64KB的ROM程序中包含完整的TCP/P V4/6协议栈;可访问16MB存储空间;具有专门的低位地址口;4个数据指针;有2x/4x时钟加倍器,最高工作频率可达75MHz。

  (2)以太网接入模块

  利用集成的MAC,通过物理层器件PHY和以太网相连;MAC具有标准的媒体无关接口MII。设计中PHY采用具有自动协商功能的DP83846A,外接网络变压器20F001N。在工作过程中,可以通过MII管理总线设置工作模式。PHY和以太网控制器的连接如图2所示。

PHY和以太网控制器的连接图

  MAC具有专门的接收发送缓冲区,可以通过MOVX进行访问;MAC还具有缓冲区控制单元BCU、命令/状态寄存器CSR、地址检测模块、电源管理单元等组成,主要由BCU负责以太网的收发活动,减少了CPU的参与,保证了以太网收发的效率。

  (3)CAN网络接入模块

  通过集成的CAN2.0B控制器,外接CAN收发器和CAN网络相连。设计中使用的是TI的SN65HVD230,它具有低成本、低功耗的特点。

  (4)1-Wire网络

  通过1一Wire总线控制器和1-Wire只读存储器DS2502-E48相连,给以太网控制器提供物理地址(MAC地址)。

  (5)串口网络

  通过单片机内部集成的全双工串口,可以和串口设备相连。为了和外部的RS-232电平相匹配,外接收发器MAX560CAI(也可以采用MAX232、MAX3233等),它具有4个输入、5个输出。单片机的串口0用来和开发机相连,串口2作为DTE,具有完整的流控制线,用来和串口设备相连。

  (6)电 源

  电路中各种器件的工作电压有3.3V、1.8V和5V等,采用MAX832、MAX682和MAXl792,分别提供3.3V、5V和1.8V电压。

  (7)监控电路

  选用MAX825T(门限电压3.08V)来监测主控制器的3.3V电源电压,当电压低于3.08V时,产生可靠复位。

  (8)实时时钟

  给系统提供准确的时间,便于了解系统状态,比如获取数据采集的时间等。

  (9)存储器单元

  Ds80C400具有专门的低位地址线P7口和专门的工程序存储器片选信号(CEO~CE7)和数据存储器片选信号(PCEO~PCE3),可寻址16M的程序空间和4M的数据空间。选用AM29F040B一70(Flash,2片)作为程序存储器,HM6285 12LFP-7(SRAM,2片)作为数据存储器。将SRAM和Flash分别接在面、面、面、面。内部64KB的R0M在系统启动时,对SFR进行初始化,从而SRAM、Flash分别映射到表i所示的空间。DS80C400内部和各种控制器相关的存储区及ROM的地址映射如表2。这些缓冲区在芯片内部,具有丰富的访问和操作指令,系统具有较高的集成度和吞吐量。

DS80C400内部和各种控制器相关的存储区及ROM的地址映射


上一页12下一页
?? ?? ??


打开微信“扫一扫”,打开网页后点击屏幕右上角分享按钮

1.扫描左侧二维码
2.点击右上角的分享按钮
3.选择分享给朋友
?? ??

TCP? IP? CAN? CSR?

相关文章

我来评论
美国的游客
美国的游客 ??? (您将以游客身份发表,请登录 | 注册)
?
有问题请反馈