諸暨網(wǎng)絡水晶頭規(guī)格

摘要：為了實現(xiàn)嵌入式以太網(wǎng)通信，使用以太網(wǎng)控制芯片DM9000A和單片機MSP430F5529，組成了嵌入式以太網(wǎng)接口，實現(xiàn)了網(wǎng)絡通信，其中單片機完成自身以及以太網(wǎng)控制芯片的初始化、數(shù)據(jù)的封包和收發(fā)控制，而DM9000A芯片負責網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。詳細介紹了系統(tǒng)的硬件構(gòu)成框圖和硬件設計，給出了實際的接口電路，重點描述了單片機和DM9000A芯片之間的軟件接口程序設計，并給出了網(wǎng)絡通信協(xié)議的應用方法。實驗結(jié)果表明，該設計體積小、接口簡單、速度快、功耗低，具有很高的推廣價值。隨著嵌入式技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展及以太網(wǎng)的廣泛應用，以太網(wǎng)接口在嵌入式系統(tǒng)中的應用越來越廣泛，網(wǎng)絡化成為未來設備發(fā)展的一個重要方向，各種嵌入式設備已經(jīng)成功滲透到各個領(lǐng)域，并逐漸朝著網(wǎng)絡化、智能化的方向發(fā)展。以太網(wǎng)以其在實時性、可靠性、標準化等方面的卓越性能及其便于安裝、維護簡單、不受通信距離限制等優(yōu)點，已發(fā)展成為一種成熟的技術(shù)。本文以MSP430F5529單片機和以太網(wǎng)控制器DM9000A為硬件組成，通過軟件編程，和上位機實現(xiàn)了UDP協(xié)議的網(wǎng)絡通信。1 硬件設計DM9000A是DAVICOM公司推出的一款高速以太網(wǎng)接口芯片，是完全集成的和符合成本效益單芯片快速以太網(wǎng)MAC控制器，其被設計為低功耗、高處理性能，而其操作又非常簡單，具有通用的處理器接口，可以與多種處理器直接連接，數(shù)據(jù)總線寬度可設置為8 b和16 b，支持3．3 V和5 V電源模式。MSP430F5529單片機是TI公司的一款超低功耗單片機。該芯片采用低功耗設計，具有五種低功耗模式，從低功耗模式到喚醒模式的轉(zhuǎn)換時間小于6μs，其獨特的時鐘設計，每個時鐘都可以打開或關(guān)閉，從而實現(xiàn)對整體功耗的控制。供電電壓范圍為1．8～3．6 V，具有強大的中斷功能，集成了較豐富的片內(nèi)外設和較多的I／O端口，提高了對外圍設備的開發(fā)能力。在本設計中，單片機MSP430F5529控制整個系統(tǒng)的運行，以太網(wǎng)控制器DM9000A實現(xiàn)網(wǎng)絡傳輸?shù)牡蛯庸δ堋纹瑱C完成對DM9000A的初始化，并將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)按協(xié)議要求進行以太網(wǎng)幀封裝，發(fā)送給DM9000A；以中斷的方式接收網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，并對接收到的數(shù)據(jù)進行解析，對有用數(shù)據(jù)進行處理。DM9000A接收從單片機發(fā)送來的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)通過RJ45傳送到遠程主機，并通過RJ45接收從遠程主機發(fā)送來的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)初步解析后保存在緩存中，然后向單片機發(fā)出中斷信號，由單片機來完成對數(shù)據(jù)的讀取。系統(tǒng)的硬件設計框圖如圖1所示。系統(tǒng)中單片機和以太網(wǎng)控制器都采用3．3 V來供電。單片機作為系統(tǒng)的主控芯片，和DM9000A之間采用8 b模式(將EECS腳接一個10 kΩ的上拉電阻)，使用P6端口和DM9000A的數(shù)據(jù)端口相連接，傳輸數(shù)據(jù)或地址數(shù)據(jù)，無需電平轉(zhuǎn)換；P1．0腳和CMD相連，為高時為數(shù)據(jù)讀／寫操作，為低時為地址讀／寫操作；P1．1腳和INT腳相連，作為單片機的數(shù)據(jù)讀取中斷信號；P1．2，P1．3腳分別和IOR腳、IOW腳相連，用于控制讀或?qū)懖僮?，低電平有效，即在信號的上升沿進行讀(IOR)寫(IOW)操作；P1．4腳和CS腳相連，作為DM9000A的片選信號。2 DM9000A芯片操作DM9000A的讀／寫操作與一般的異步存儲器相同，圖2和圖3分別顯示了DM9000A的讀／寫時序。

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在這樣一個互聯(lián)網(wǎng)的年代，電腦網(wǎng)線是咱們?nèi)粘９ぷ髦胁恍卸躺俚臇|西，下面小編為咱們介紹網(wǎng)線水晶頭做法。在這樣一個互聯(lián)網(wǎng)的年代，電腦網(wǎng)線是咱們?nèi)粘９ぷ髦胁恍卸躺俚臇|西，下面小編為咱們介紹網(wǎng)線水晶頭做法。網(wǎng)線水晶頭做法過程 (1)剪斷:運用壓線鉗的剪線刀口剪取恰當長的網(wǎng)線。 (2)剝皮:用壓線鉗的剪線刀口將線頭剪齊,再將線頭放入剝線刀口,讓線頭角及擋板,略微握緊壓線鉗慢慢旋轉(zhuǎn),讓刀口劃開雙絞線的維護膠皮,拔下膠皮。(留意:剝與大拇指一樣長就行了) (3)排序:每對線都是彼此環(huán)繞在一起的,制造網(wǎng)線時必須將4個線對的8條細導線逐個拆開,理順,捋直,然后依照規(guī)則的線序擺放整齊。 擺放水晶頭8根針腳： 將水晶頭有刻畫料彈簧片的一面向下，有針腳的一方向上，使有針腳的一端指向遠離自己的方向，有方型孔的一端對著自己，此時，最左面的是第1腳，最右邊的是第8腳，其他順次順序擺放。 (4)剪齊：把線盡量抻直（不要環(huán)繞）、壓平（不要堆疊）、擠緊理順（朝一個方向緊靠），然后用壓線鉗把線頭剪平齊。這樣，在雙絞線刺進水晶頭后，每條線都能杰出觸摸水晶頭中的插針，避免觸摸不良。假如曾經(jīng)剝的皮過長，能夠在這里將過長的細線剪短，保留的去掉外層絕緣皮的部分約為14mm，這個長度正好能將各細導線刺進到各自的線槽。假如該段留得過長，一來會因為線對不再互絞而增加串擾，二來會因為水晶頭不能壓住護套而可能導致電纜從水晶頭中脫出，造成線路的觸摸不良乃至中止。 (5)刺進：一和以拇指和中指捏住水晶頭，使有塑料彈片的一側(cè)向下，針腳一方朝向遠離自己的方向，并用食指抵??；另一手捏住雙絞線外面的膠皮，慢慢用力將8條導線一起沿RJ-45頭內(nèi)的8個線槽刺進，一直插到線槽的頂端。 (6)限制：確認一切導線都到位，并透地水晶頭檢查一遍線序無誤后，就能夠用壓線脅迫RJ-45頭了。將RJ-45頭從無牙的一側(cè)推入壓線鉗夾槽后,用力握緊線鉗(假如您的力氣不夠大,能夠運用雙手一起壓),將突出在外面的針腳悉數(shù)壓入水晶并頭內(nèi)。 至此，這條網(wǎng)線的一端就算制造好了。因為僅僅作好了跳線一端，所以這條網(wǎng)線還不能用，還需要制造跳線的別一端。 留意：另一端的線序依據(jù)所銜接設備的不同而有所不同。 常常運用的跳線有兩種，即直通線（也能夠叫對對線）和穿插線（咱們常說的國標線） 留意：兩端RJ-45頭中的線序擺放完全相同的網(wǎng)線，稱為直通線（Straight Cable 對對線)，即當一端線序從左到右順次為白橙、橙、白綠、藍、白藍、綠、白棕、棕時，另一端線序從左到右依然順次為白橙、橙、白綠、藍、白藍、綠、白棕、棕。直通線通常只適用于計算機到集線設備的銜接?，F(xiàn)在大多數(shù)是用的國標線接法。

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網(wǎng)線轉(zhuǎn)接頭只要連接正常、無接觸不良等情況，則不會影響網(wǎng)絡速度。網(wǎng)線接長的方法有兩種。一種是使用絕緣膠帶像接電線一樣連接，另外一種方法是使用專用的對接水晶頭對接的轉(zhuǎn)換頭。方法一，絕緣膠帶對接法（一般用于沒有網(wǎng)線鉗的接法）：網(wǎng)線內(nèi)部是8根不同顏色的細線，相同顏色的線接好后，使用絕緣膠帶纏繞好即可。但是這種方法由于對接手法的差異，有可能導致網(wǎng)絡信號傳輸容易中斷，或者網(wǎng)絡斷開頻繁等現(xiàn)象。所以建議如下的接法。方法二，使用專業(yè)對接水晶頭的轉(zhuǎn)換頭（一般用于有網(wǎng)線鉗的接法）：1，到電腦耗材店買一個網(wǎng)線轉(zhuǎn)接頭，就是一個長方形，兩頭都是水晶頭插口那種；2，用它加在兩根網(wǎng)線中間使網(wǎng)線加長。既快捷，又方便、美觀、可靠。

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摘要　在自動化控制及其他民用設備、工業(yè)控制如電力設備系統(tǒng)等領(lǐng)域，眾多設備的對外通訊接口仍然是低速串口。但低速串口有其固有的缺點：無法集中、全面、準確而實時地監(jiān)控數(shù)據(jù)。本文介紹基于微處理器SEP3203串口以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器的以太網(wǎng)接口的軟硬件設計方法，它可以變傳統(tǒng)的串口通訊為網(wǎng)絡通訊，實現(xiàn)串口設備的快速聯(lián)網(wǎng)。1引言在自動化控制及其他民用設備、工業(yè)控制如電力設備系統(tǒng)等領(lǐng)域，眾多設備的對外通訊接口仍然是低速串口。因此現(xiàn)有系統(tǒng)的缺點是：無法集中、全面、準確而實時地監(jiān)控數(shù)據(jù)。隨著以太網(wǎng)在工業(yè)、商業(yè)領(lǐng)域的大規(guī)模使用以及網(wǎng)絡自動化強勁勢頭的到來，用戶與供應商迫切需要在任何時間和任何地點都可以實時訪問數(shù)據(jù)和進行控制，做到遠程快速故障分析與處理、設備的遠程維護，以便提高質(zhì)量，提高工作效率并降低整體成本。完全換掉這些串口通訊的設備是既不經(jīng)濟也不可行的。針對一些實際需求，采用串口以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器就是解決這些問題的最佳解決方案。本課題串口以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器正是在這一要求下設計出來的產(chǎn)品, 本文就是本課題下的子課題部分。2基于ARM7TDMI的SEP3203微處理器簡介ARM7TDMI處理器是ARM7處理器系列成員之一，是目前應用較廣的32位高性能嵌入式RISC處理器，SEP3203[1]是東南大學國家專用集成電路系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心基于ARM7TDMI處理器內(nèi)核設計的16/32位RISC微處理器芯片。它面向低成本手持設備和其它通用嵌入式設備，為用戶提供了豐富的外設、低功耗管理和低成本的外存配置。３串口以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器中與以太網(wǎng)接口相關(guān)的電路結(jié)構(gòu)為了實現(xiàn)該轉(zhuǎn)換模塊的研究，首先要選擇一個硬件平臺即嵌入式處理器。由于ARM是基于精簡指令系統(tǒng)（RISC）的32位內(nèi)核，代碼效率高，運行速度快，綜合性能強，在基于ARM體系結(jié)構(gòu)的嵌入式CPU中，基于ARM7TDMI體系結(jié)構(gòu)的SEP3203嵌入式微處理器擁有較好的技術(shù)支持，因此本轉(zhuǎn)換器選擇SEP3203作為硬件平臺；轉(zhuǎn)換系統(tǒng)必須要有電源，供整個系統(tǒng)用；系統(tǒng)工作時需要有工作時鐘，因此本系統(tǒng)需要有時鐘電路；由于用戶需要的轉(zhuǎn)換器要有串口、USB和以太網(wǎng)口下載等功能，由于本文只針對以太網(wǎng)口，其它兩個接口本文不作介紹。以太網(wǎng)口與嵌入式芯片之間要有一個網(wǎng)絡模塊，現(xiàn)把與以太網(wǎng)口相關(guān)電路結(jié)構(gòu)的部分設計顯示如圖1所示。4　網(wǎng)絡接口電路的硬件設計SEP3203芯片內(nèi)部沒有集成網(wǎng)絡模塊，但SEP3203芯片設計的接口豐富，可以方便地擴展?？紤]使用中可能對網(wǎng)速的要求比較高，因此本系統(tǒng)選用了10M的以太網(wǎng)接口。本系統(tǒng)的網(wǎng)絡接口采用REALTEK公司的RTL8019芯片。RTL8019AS 是一種高度集成的以太網(wǎng)芯片，能簡單的實現(xiàn)Plug and Play 并兼容NE2000。由于它擁有三種等級的掉電模式，所以它是綠色電腦的網(wǎng)絡設備的理想選擇。在全雙工模式下，如果是連接到一個同樣是全雙工的交換機或集線器，就可實現(xiàn)同時接收和發(fā)送[2]。RTL8019AS支持16KByte、32KByte、64KByte的BROM，另外還支持FLASH MENORY和頁訪問方式，最大支持4MByte（16K×256），此外還支持在運行完BROM 后釋放內(nèi)存以供系統(tǒng)其他程序的運行。網(wǎng)絡接口模塊的系統(tǒng)連接示意圖如圖2所示。由圖2可知，以太網(wǎng)接口通過系統(tǒng)總線外擴而成。RTL8019AS的地址使用方式有5位、8位、11位三種。使用5位地址就可以訪問RTL8019AS所有的寄存器，實現(xiàn)最簡單的網(wǎng)絡功能。本系統(tǒng)使用8位地址滿足了操作系統(tǒng)對遠程DMA端口的需求。網(wǎng)絡接口模塊和SEP3203微處理器的連接線比較簡單，在PCB板上布線比較規(guī)則。網(wǎng)絡接口芯片RTL8019的實際電路連接圖見參考文獻[3]。網(wǎng)口選用了內(nèi)置變壓及指示燈的RJ45網(wǎng)絡接口，實際電路圖如圖3[4]所示， 對比SEP3203微處理器的SRAM接口協(xié)議，由于總線沒有等待信號，所以沒有使用IOCHRDY信號。由于SEP3203微處理器總線的最低數(shù)據(jù)位寬是16位，所以IOCS16B固定置于16位方式。5軟件平臺Nucleus綜合考慮各個因素，我們選擇了嵌入式實時操作系統(tǒng)Nucleus。Nucleus PLUS是美國著名RTOS廠商(ATI)(Accelerated Technology Inc)公司為實時嵌入式應用而設計的一個搶先式多任務操作系統(tǒng)內(nèi)核，其95％的代碼是用ANSI C寫成的，非常便于移植并支持大多數(shù)類型的處理器。Nucleus PLUS是一組C函數(shù)庫，下載到目標板的RAM中或直接燒錄到到目標板的ROM中執(zhí)行。在典型的目標環(huán)境中，Nucleus PLUS核心代碼一般不超過20K字節(jié)大小，內(nèi)核規(guī)模非常小。Nucleus PLUS除提供功能強大的內(nèi)核操作系統(tǒng)外，還提供種類豐富的功能模塊。例如用于通訊系統(tǒng)的局域和廣域網(wǎng)絡模塊，支持圖形應用的實時化Windows模塊，支持nternet網(wǎng)的WEB產(chǎn)品模塊，工控機實時BIOS模塊，圖形化用戶接口，以及應用軟件性能分析模塊等，用戶可以根據(jù)自己的應用來選擇不同的應用模塊；6 網(wǎng)絡接口通信的設計網(wǎng)絡接口的硬件將網(wǎng)絡上傳送來的數(shù)據(jù)送入系統(tǒng)內(nèi)存中，并通知操作系統(tǒng)有網(wǎng)絡數(shù)據(jù)到達。通常，網(wǎng)絡接口使用中斷機制來完成這一任務，一個中斷時處理器將正常的處理掛起，跳轉(zhuǎn)到設備驅(qū)動程序的代碼段執(zhí)行。此時，由設備驅(qū)動程序管理所有細節(jié)。設備驅(qū)動軟件通知協(xié)議棧已經(jīng)有一個分組到達，并要求進行相應的處理。當設備驅(qū)動軟件完成這些繁瑣的處理工作后，他將從中斷返回，處理器繼續(xù)從中斷發(fā)生處往下執(zhí)行。在本協(xié)議棧中，設備驅(qū)動程序?qū)ι蠈討闷帘瘟私邮蘸桶l(fā)送的細節(jié)。用戶只需要調(diào)用相應的套接字即可以完成數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。比如用戶要使用非阻塞方式接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，可以使用Select()，在Select 的timeout 參數(shù)選擇NO_PREEMPT，即可以非阻塞方式接收發(fā)送。在本TCP/IP 實現(xiàn)中，協(xié)議棧初始化是依靠調(diào)用NETI_Init（）完成的。NETI_Init()完成兩個工作，首先是對網(wǎng)絡協(xié)議棧的初始化[5]， 然后就對系統(tǒng)所使用的網(wǎng)絡設備進行初始化流程說明：①程序由Main()函數(shù)開始，調(diào)用taskmain()。②taskmain()調(diào)用sys_ini()對系統(tǒng)初始化，調(diào)hardware_ini()對硬件初始化；調(diào)用vcre_tsk()創(chuàng)建了6個任務,調(diào)用stak_tske()將部分任務放入就緒隊列，調(diào)用sys_sta()啟動系統(tǒng)。③通過系統(tǒng)調(diào)度開啟任