瑞安網(wǎng)絡接口公司

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?。單片機完成對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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目前無線路由器產(chǎn)品支持的主流無線標準有兩種，一種是IEEE802.11g，另外一種是802.11n。所謂的IEEE802.11g標準就是我們常說的54M無線路由器，而802.11n標準就是300M無線路由器。有的商家會拿54M的無線路由器充當300M的無線路由器，所以你在選購的時候要特別注意看一下無線標準。購買時候還需要注意信號覆蓋范圍。所謂信號覆蓋范圍，顧名思義也就是說只有在無線路由器的信號覆蓋范圍內(nèi)，其他計算機才能進行無線連接。一般無線路由器上標稱的室內(nèi)100米，室外400米是一個理想值，它會隨網(wǎng)絡環(huán)境的不同而各異。通常室內(nèi)在50米范圍內(nèi)都可有較好的無線信號，而室外一般來說都只能達到100-200米左右。無線路由器信號強弱同樣受環(huán)境的影響較大。如果商家說的無線覆蓋范圍過于離譜，這時你就要多留一個心眼了。成功的商人靠的不是忽悠而是信譽，但成功的小商販靠的就不是信譽而是忽悠能力了。相信你每次去商場買東西時銷售人員一定會和你說的頭頭是道，讓你覺得我買這個產(chǎn)品一定沒有錯，這時你就要小心自己被忽悠了。對于無線路由器，商家的參數(shù)并不一定都是準確的。商家的小手段是能騙一個是一個，騙不倒的時候就說：不好意思，我看錯了。所以，我們就需要事先了解一下無線路由器的參數(shù)性能。知彼知己，才能百戰(zhàn)不殆。產(chǎn)品的外包裝盒上一般都會有一些路由器的具體參數(shù)，比如無線標準、傳輸速率、信號覆蓋范圍等等。

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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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我們在這里說的網(wǎng)線插座有叫做網(wǎng)線模塊，一般是應用在室內(nèi)墻壁上作為網(wǎng)線的插孔所用，現(xiàn)在家庭中使用的一般都是雙絞線。而這種雙絞線有分為T568B和T568A兩種線序，信息模塊端接入標準分T568A標準和T568B標準兩種，我們的網(wǎng)線插座或者網(wǎng)線水晶頭都只能在A和B中選擇一種方式接線，若果一頭接錯就不會有反應。1、首先我們要將網(wǎng)線的外皮剝掉一部分，將里邊的網(wǎng)線露出來，大概2cm，或者更長也是可以的；2、定好標準規(guī)則，把線頭放入線槽中。T568B標準一般使用較多，在使用三類雙絞線、五類雙絞線、增強的五類雙絞線的網(wǎng)絡工程中一般遵循T568B的接線標準，在使用五類雙絞線時，其傳輸速率可達到100Mbps；3、用工具把線用力的壓下去，將其卡在模塊里即可，并把多余的線頭剪掉；4、然后把其他的線頭都剪齊即可，這樣一來墻壁網(wǎng)線插座接法就完成了。備注：T568A的接法：綠白、綠、橙白、藍、藍白、橙、棕白、棕；T568B的接法：橙白、橙、綠白、藍、藍白、綠、棕白、棕。有些網(wǎng)線是四根白色和曾綠藍棕色線纏繞的，對于這種情況就需要留心每一組兩根線發(fā)給好后在拆其他的線，不然如果搞混了的話你就不知道拿一根是白棕、白綠、白橙、白藍。 2、在每次分離過后不要著急壓線，要等所有的線路都防止號了過后再用打線鉗逐一打線。 3、打線鉗分為內(nèi)側(cè)外側(cè)兩種，外側(cè)的較長，打下去之后會非常容易切掉外側(cè)多余的線路，所以，如果在實用過程中不小心將外側(cè)放在了網(wǎng)線插座的內(nèi)側(cè)就會裁斷網(wǎng)線，所以應該注意。