TTLTCPIP轉(zhuǎn)換研究

1、安陽師范學院本科學生畢業(yè)設(shè)計報告ttl-tcp/ip轉(zhuǎn)換研究作者 系（院）物理與電氣工程學院 專業(yè) 電子信息工程 年級 2007級 學號 071801042 指導教師 日期 2011.6.04 學生誠信承諾書和論文使用授權(quán)說明樣張（a4紙210297mm）學生誠信承諾書本人鄭重承諾：所呈交的設(shè)計報告是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，報告中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫的研究成果，也不包含為獲得安陽師范學院或其他教育機構(gòu)的學位或證書所使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在報告中作了明確的說明并表示了謝意。簽名：日期

2、：報告使用授權(quán)說明本人完全了解安陽師范學院有關(guān)保留、使用學位報告的規(guī)定，即：學校有權(quán)保留送交報告的復印件，允許報告被查閱和借閱；學校可以公布報告的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復制手段保存報告。簽名：導師簽名：日期：ttl-tcp/ip轉(zhuǎn)換研究xxx（安陽師范學院 物理與電氣工程學院， 河南 安陽 455002）摘 要：在網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)展的今天，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)很成熟。各種智能家電正逐步地走進千家萬戶，隨著智能化的發(fā)展，家電上網(wǎng)必將成為未來的發(fā)展方向。本設(shè)計旨在研究如何在現(xiàn)有的家電模式下將家電的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)格式的變換，實現(xiàn)家電上網(wǎng)功能。用c51作cpu、用enc28j60作網(wǎng)卡，并通過uip

3、移植接入以太網(wǎng)實現(xiàn)家電上網(wǎng),最終實現(xiàn)通過以太網(wǎng)控制家電。關(guān)鍵詞：ethernet；tcp/ip；uip移植；spi接口；單片機通信1 引言隨著internet技術(shù)的普及、嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，以太網(wǎng)（ethernet）技術(shù)得到迅猛的發(fā)展，它正逐步進入儀器儀表、工控以及智能家電領(lǐng)域。如何通過互聯(lián)網(wǎng)共享以單片機應(yīng)用系統(tǒng)為核心的家電網(wǎng)絡(luò)的信息,如何利用現(xiàn)已十分成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、8位廉價的mcu及以太網(wǎng)控制器芯片在不需要使用pc機或高檔單片機的情況下接入以太網(wǎng),是家電上網(wǎng)研究的關(guān)鍵所在。 tcp/ip作為以太網(wǎng)互連的最廣泛的協(xié)議，其開放性和兼容性推動了以太網(wǎng)的發(fā)展和應(yīng)用。但tcp/ip協(xié)議是一個龐大的協(xié)議族

4、，對系統(tǒng)資源消耗比較大，如何在單片機系統(tǒng)上實現(xiàn)tcp/ip協(xié)議，成為以太網(wǎng)應(yīng)用于由單片機系統(tǒng)組成的家電網(wǎng)絡(luò)的難點。本設(shè)計采用enc28j60作為以太網(wǎng)控制器,其符合ieee 802.3協(xié)議、可以通過標準的spi串行接口與單片機通信,占用單片機i/o口的資源少,有利于在單片機上實現(xiàn)以太網(wǎng)功能，從而實現(xiàn)家電上網(wǎng)。2 設(shè)計任務(wù)本設(shè)計的基本任務(wù)是：制作通信轉(zhuǎn)換接口板，對單片機采集到的數(shù)據(jù)與tcp/ip通信數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換進行研究并進行測試。以單片機為核心的家電網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換模塊internet以單片機為核心的家電網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換模塊網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換模塊網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換模塊家電網(wǎng)絡(luò)以單片機為核心的家電網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換模塊圖1 家電組網(wǎng)示意圖以單

5、片機為核心的家電以單片機為核心的家電擴展任務(wù)：完成小型家電網(wǎng)絡(luò)組建。2.1 制作通信轉(zhuǎn)換接口板2.1.1 單片機與internet通信轉(zhuǎn)換接口板設(shè)計mcs-51內(nèi)部雖然含有4個并行i/o接口和一個串行通信i/o口，但是沒有spi接口。而大多數(shù)網(wǎng)卡芯片只支持spi通信，因此在設(shè)計中采用i/o口中的p1.0、p1.1、p1.2、p1.3模擬spi與網(wǎng)卡芯片通信。最終通過rj45接入internet。2.1.2 單片機與pc通信轉(zhuǎn)換接口板設(shè)計利用mcs-51的串行通信i/o口即rxd，txd與計算機系統(tǒng)進行半雙工數(shù)據(jù)串行通信。通過電平轉(zhuǎn)換芯片完成與pc機通信的硬件電路的實現(xiàn)。 總之，單片機用普通i/

6、o口模擬spi通信接入internet，并通過串行口實現(xiàn)與計算機系統(tǒng)的通信。單片機利用自身所具有的串行通信接口與pc機進行半雙工數(shù)據(jù)傳遞，接收的數(shù)據(jù)可以送到顯示系統(tǒng)顯示，也可以由串行口返送到pc機中，同時顯示在pc機界面上。因此下位機51單片機所要完成的主要工作是將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到internet（相當于家電部分數(shù)據(jù)傳到internet上），或轉(zhuǎn)發(fā)到pc機并通過vb接收回顯框來確認輸入到微機中的信息。 2.2 對單片機采集到的數(shù)據(jù)與tcp/ip通信數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換進行研究并進行測試2.2.1 對單片機采集到的數(shù)據(jù)與tcp/ip通信數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換進行研究 mcu通過以總線方式從ds18b20中讀出溫

7、度并轉(zhuǎn)換為能被液晶顯示的ascii碼，并轉(zhuǎn)變?yōu)閕p格式的數(shù)據(jù)，然后調(diào)用網(wǎng)卡驅(qū)動程序?qū)?shù)據(jù)發(fā)到internet中。此過程是調(diào)用uip 移植程序串插完成的。2.2.2 對單片機采集到的數(shù)據(jù)與tcp/ip通信數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換進行測試在protues仿真中，首先將采集到的數(shù)據(jù)送到lcd顯示以確保其數(shù)據(jù)的正確性。然后按上面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的方法轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式并發(fā)到網(wǎng)上。接收端驗證數(shù)據(jù)是否正確傳輸，如果接收到的數(shù)據(jù)是正確的那么就說明格式轉(zhuǎn)換是正確的。3 系統(tǒng)框圖圖2 接口轉(zhuǎn)換原理圖4 接口轉(zhuǎn)換設(shè)計方案的分析、論證與確定4.1 硬件設(shè)計方案的論證4.1.1 接入internet接口轉(zhuǎn)換方案論證方案一：用mcu控制rtl8

8、019以太網(wǎng)控制器方法實現(xiàn)雖然現(xiàn)在大多嵌入式系統(tǒng)開發(fā)可選的獨立以太網(wǎng)控制器都是為個人計算機系統(tǒng)設(shè)計的，如rtl8019、ax88796l等。但是這些器件不但結(jié)構(gòu)復雜，體積龐大，且比較昂貴。目前市場上大部分以太網(wǎng)控制器的封裝均超過80引腳。方案二：用mcu控制enc28j60的方法實現(xiàn)enc28j60符合ieee 802.3協(xié)議，且只有28引腳，既能提供相應(yīng)的功能，又可以大大簡化相關(guān)設(shè)計，減小空間。實現(xiàn)以太網(wǎng)接口，enc28j60只需要外部幾個標準元件。圖3 enc28j60外部接線圖注：1鐵氧體磁環(huán)的額定電流至少為100ma。 2只有在單片機運行在5v電壓下才需要。圖3 enc28j60外部接

9、線圖 在差分接收腳（tpin+/tpin-）上，需要一個專用于10base-t操作的1：1脈沖變壓器。在差分發(fā)送引腳接一個帶有中心抽頭的1：1脈沖變壓器。變壓器需要有2kv或更高的隔離能力，防靜電。對變壓器的詳細要求請參考芯片手冊第16章“電氣特性”。兩個變壓器均需要額外的兩個50（精度為1%）的電阻和一個0.01f的電容與特定端相連。 介于enc28j60的上述特點，在本設(shè)計選用enc28j60為接入internet接口轉(zhuǎn)換方案的硬件電路實現(xiàn)方案。4.1.2 pc部分的設(shè)計方案論證方案一：用通信線程法實現(xiàn)通信線程法通過在應(yīng)用程序的主線程外再創(chuàng)建一個通信線程來監(jiān)視通信設(shè)備，其最大的優(yōu)點是程序?qū)?/p>

10、接收數(shù)據(jù)具有自主察覺能力。一旦通信線程查詢到數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送到串口上，線程自動向應(yīng)用程序發(fā)送一個數(shù)據(jù)接收到的消息，應(yīng)用程序可用該消息來讀取通信設(shè)備傳來的數(shù)據(jù)，并且使用通信線程不會占用cpu時間。這樣，系統(tǒng)實際上具有了同時控制多個通信設(shè)備如modem的能力。方案二：用串口查詢法實現(xiàn)串口查詢法是一種主要工作在查詢方式下的實現(xiàn)方法。當通信程序工作在查詢方式時，可以不考慮windows 2000/xp的進程和線程的問題。僅在串口有數(shù)據(jù)時去讀串口緩沖區(qū)就可以了。這種方法對通信雙方協(xié)議的依賴性很大，而且雙方通信協(xié)議的約定對程序?qū)崿F(xiàn)的難易程度影響很大。由于在設(shè)計中用vb編寫界面，且因vb自身的特點，創(chuàng)建通信線程

11、的方法對vb而言是有相對的難度。而且這樣做無異于犧牲vb的簡單方便性而去遷就程序的復雜性，很不經(jīng)濟。串口查詢法引入了匯編語言的一些思維，實現(xiàn)了最精簡的程序代碼。它不一定是最完善的，但是這種方法確實達到了簡化思路和降低難度的目的，因而選擇方案二。4.2 程序設(shè)計方案的論證方案一：采用完整的tcp/ip協(xié)議方式，完成相應(yīng)程序的編寫。方案二：通過移植uip協(xié)議的方式，完成程序編寫。由于完整的tcp/ip協(xié)議所要求的數(shù)據(jù)存儲區(qū)和程序存儲區(qū)比較大，并且需要mcu有較快的的數(shù)據(jù)處理能力。而這些是51所不具有的，且很難在51上實現(xiàn)。然而，uip協(xié)議棧去掉了完整的tcp/ip中不常用的功能，簡化了通訊流程，但

12、保留了網(wǎng)絡(luò)通信必須使用的協(xié)議，設(shè)計重點放在了ip/tcp/icmp/udp/arp這些網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層協(xié)議上，保證了其代碼的通用性和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。由于uip協(xié)議棧專門為嵌入式系統(tǒng)而設(shè)計，因此還具有如下優(yōu)越功能：（1） 代碼非常少，其協(xié)議棧代碼不到6k，很方便閱讀和移植。（2） 占用的內(nèi)存數(shù)非常少，ram占用僅幾百字節(jié)。（3） 其硬件處理層、協(xié)議棧層和應(yīng)用層共用一個全局緩存區(qū)，不存在數(shù)據(jù)的拷貝，且發(fā)送和接收都是依靠這個緩存區(qū)，極大的節(jié)省空間和時間。（4） 支持多個主動連接和被動連接并發(fā)。（5） 其源代碼中提供一套實例程序：web服務(wù)器，web客戶端，電子郵件發(fā)送程序(smtp客戶端)，telnet

13、服務(wù)器， dns主機名解析程序等。通用性強，移植起來基本不用修改就可以通過。（6） 對數(shù)據(jù)的處理采用輪循機制，不需要操作系統(tǒng)的支持。由于uip對資源的需求少和移植容易，大部分的8位微控制器都使用過uip協(xié)議棧, 而且很多的著名的嵌入式產(chǎn)品和項目(如衛(wèi)星，cisco路由器，無線傳感器網(wǎng)絡(luò))中都在使用uip協(xié)議棧。綜上論述，方案最終選擇為：接入internet芯片選用enc28j60，并采用uip協(xié)議完成ttltcp/ip協(xié)議轉(zhuǎn)換。pc機部分利用vb中的mscomm控件的oncomm事件來捕獲并處理通信事件；硬件電路部分單片機與pc之間的電平轉(zhuǎn)換用集成塊max232實現(xiàn)；單片機通信的軟件設(shè)計采用單

14、片機半雙工串行口編程實現(xiàn)。4.3 單片機部分的設(shè)計方案論證4.3.1 單片機與pc之間部分的設(shè)計方案串口通信硬件電路涉及到pc機與單片機之間電平轉(zhuǎn)換的問題。單片機的串行口輸入/輸出的是ttl電平，而pc機的串行口則是按rs-232標準設(shè)計的，因為兩者的電平不匹配而不能直接相連，需要一個中間接口電路來完成電平轉(zhuǎn)換工作。下面就轉(zhuǎn)換芯片的選擇進行論證。圖4 max232與單片機的常用電路 方案一：使用1488或1489轉(zhuǎn)換芯片完成電平轉(zhuǎn)換。 方案二：使用max232轉(zhuǎn)換芯片完成電平轉(zhuǎn)換。這幾種轉(zhuǎn)換芯片雖然都能夠?qū)崿F(xiàn)pc與單片機之間的電平轉(zhuǎn)換，但方案一的不足之處是1488和1489需要 12v電源供電

15、，這在某些只提供5v電源的場合就不適用了。而使用新型電平轉(zhuǎn)換器芯片max232就可以很好地解決這一問題，該芯片使用單5v電源，其內(nèi)部有兩組電壓轉(zhuǎn)換電路，一組把+5v變?yōu)?10v，從引腳2輸出；另一組把+10v變?yōu)?10v，從引腳6輸出。這樣在實際應(yīng)用中max232只需外接5個電容即可實現(xiàn)1488和1489兩個芯片的功能，并且運用max232芯片具有兩路收發(fā)通道。因此轉(zhuǎn)換電平芯片選用方案二。max232與單片機的常用電路如圖4所示。因此方案最終選擇為：單片機與pc之間的電平轉(zhuǎn)換用集成塊max232實現(xiàn)；單片機通信的軟件設(shè)計采用單片機半雙工串行口編程實現(xiàn)。4.3.2 單片機與internet接口的

16、設(shè)計方案該方案的設(shè)計如4.1.1的論述，此處略。5 ttl-tcp/ip轉(zhuǎn)換的硬件設(shè)計圖5 enc28j60的外圍電路圖6 enc28j60的引腳圖7 spi的4種模式5.1 單片機與internet通信的硬件電路設(shè)計5.1.1 enc28j60的外圍電路設(shè)計及與mcu-51通信的設(shè)計enc28j60的引腳圖及外部連線圖如圖6和圖5。圖5中的兩個發(fā)光二極管h1與h2的連接方式?jīng)Q定enc28j60的工作方式，圖中的連接方式使enc28j60工作于單工方式通信。圖5的hr901170a是以太網(wǎng)隔離變壓器rj45插座，內(nèi)嵌有脈沖變壓器圖5中的2k、1%的電阻起偏置作用。enc28j60的部分數(shù)字電路

17、工作在2.5v，以降低功耗；enc28j60內(nèi)部集成1個2.5v的調(diào)節(jié)器來產(chǎn)生所需的電壓。vcap引腳和地之間所接的10f的電容的作用是保證供電的穩(wěn)定性。每個供電引腳和地之間所接的0.1f的陶瓷電容起去耦作用。enc28j60與mcu通信采用spi的0 0模式，圖7是spi的4種模式。5.2 單片機與pc通信的硬件電路設(shè)計5.2.1 max232的外圍電路設(shè)計圖8 max232芯片引腳圖及外圍電路max232芯片管腳圖及外圍電路如圖8。圖中上半部分的電容c1、c2、c3、c4及v+、v-是電源變換電路部分。由于max232對電源噪音很敏感，所以vcc必須對地加去耦電容c5，其值為0.1uf。電

18、容c1、c2、c3和c4取同樣數(shù)值的膽電解電容1.0uf/16v，用以提高抗干擾能力，并且在連接時必須盡量靠近器件。下半部分為發(fā)送和接收部分。t1in和t2in可直接接ttl/cmos電平的單片機的串行發(fā)送端txd；r1out和r2out可直接接ttl/cmos電平的單片機的串行接收端rxd；t1out和t2out可直接接pc機的rs232串口的接收端rxd；r1in和r2in可直接接pc機的rs232串口的發(fā)送端txd。5.2.2 單片機復位電路及中斷電路設(shè)計復位電路采用單片機經(jīng)典復位電路。中斷電路采用外部中斷0，p3.2口在按鍵按下時被置為低電平，由此來產(chǎn)生外部中斷。中斷電路的按鍵應(yīng)加入防

19、抖動電路來減少按鍵抖動影響。6 ttl-tcp/ip的硬件程序設(shè)計6.1 單片機與internet通信的硬件程序設(shè)計在uip移植程序中嵌入定時處理程序、串口處理程序和enc28j60驅(qū)動程序。以完成ttl-tcp/ip的轉(zhuǎn)換。流程圖如圖9所示，源程序部分見附件三。6.2 單片機與pc通信的硬件程序設(shè)計單片機通信采用全雙工異步通信。主程序中等待數(shù)據(jù)接收完成，接收完成后調(diào)用發(fā)送子程序；為了能使程序結(jié)構(gòu)框架完整和程序的可編程性，發(fā)送和接受程序的處理是采用中斷接收和查詢發(fā)送方式。流程圖如圖9所示，源程序見附件四。7 visual basic 6.0簡介初始化處理定時事件不去幀頭處理nnyy返回數(shù)據(jù)到?

20、yyarp表現(xiàn)更新0.5s到?ip數(shù)據(jù)?ip數(shù)據(jù)處理不narp數(shù)據(jù)?narp數(shù)據(jù)處理不tcp連接?處理第不個tcp連接不arp更新?處理定時事件不n初始化ip數(shù)據(jù)?反數(shù)據(jù)?y發(fā)送數(shù)據(jù)arp數(shù)據(jù)?nnyyyarp數(shù)據(jù)?arp請求?nn發(fā)送arp應(yīng)答數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)n返回visual basic 6.0是microsoft公司開發(fā)的基于強大的windows平臺上的一種應(yīng)用程序編程語言。它可以說是在計算機發(fā)展史上應(yīng)用最為廣泛的語言，具有功能強大、效率高且簡單易學的優(yōu)勢。8 單片機串行口介紹8.1 mcs-51串行口結(jié)構(gòu)mcs-51內(nèi)部有兩個獨立的接收、發(fā)送緩沖器sbuf，sbuf屬于特殊功能寄存器。發(fā)送

21、緩沖器只能寫入不能讀出，接收緩沖器只能讀出不能寫入，二者共用一個字節(jié)地址（99h）。串行口的結(jié)構(gòu)如圖11所示：圖10 串行口結(jié)構(gòu)示意圖單片機發(fā)送數(shù)據(jù)時，是由一條寫發(fā)送緩沖器的指令（mov sbuf，a）把數(shù)據(jù)寫入串行口的發(fā)送緩沖器sbuf中，然后從txd端一位一位地向外部發(fā)送。同時，接收端rxd也可以一位一位地接收外部數(shù)據(jù)，當收到一個完整的數(shù)據(jù)后通知cpu，再由一條指令（mov a，sbuf）把接收緩沖器sbuf的數(shù)據(jù)讀入累加器。單片機的接收也是通過該條指令完成的。8.2 串行通信的制式在串行通信中數(shù)據(jù)是在兩個站之間進行傳送的，按照數(shù)據(jù)傳送方向，串行通信可分為單工（simplex）、半雙工（h

22、alf duplex）和全雙工（full duplex）三種制式。圖12為三種制式的示意圖。圖11 單工、半雙工和全雙工三種制式示意圖在單工制式下，通信線路的一端接發(fā)送器，一端接接收器，數(shù)據(jù)只能按照一個固定的方向傳送。 在半雙工制式下，系統(tǒng)的每個通信設(shè)備都由一個發(fā)送器和一個接收器組成，如圖12（b)所示。在這種制式下，數(shù)據(jù)能從a站傳送到b站，也可以從b站傳送到a站，但是不能同時在兩個方向上傳送，即只能一端發(fā)送,一端接收。其收發(fā)開關(guān)一般是由軟件控制的電子開關(guān)。全雙工通信系統(tǒng)的每端都有發(fā)送器和接收器，可以同時發(fā)送和接收，即數(shù)據(jù)可以在兩個方向上同時傳送。如圖12(c)所示。8.3 mcs-51串行口

23、特殊功能寄存器8.3.1 串行口數(shù)據(jù)緩沖器sbufsbuf是兩個在物理上獨立的接收、發(fā)送寄存器，一個用于存放接收到的數(shù)據(jù)，另一個用于存放欲發(fā)送的數(shù)據(jù)，可同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。兩個緩沖器共用一個地址99h，通過對sbuf的讀、寫指令來區(qū)別是對接收緩沖器還是發(fā)送緩沖器進行操作。cpu在寫sbuf時，就是修改發(fā)送緩沖器；讀sbuf，就是讀接收緩沖器的內(nèi)容。接收或發(fā)送數(shù)據(jù)，是通過串行口對外的兩條獨立收發(fā)信號線rxd（p3.0）、txd(p3.1)來實現(xiàn)的，因此可以同時發(fā)送、接收數(shù)據(jù)，為全雙工制式。8.3.2 mcs-51串行口的工作方式mcs-51的串行口有4種工作方式，通過對scon中的sm1、sm0

24、位來決定，如表1所示：表1 串行口4種工作方式sm0 sm1工作方式功能波特率0 0方式08位同步移位寄存器fosc/120 1方式110位uart可變1 0方式211位uartfosc/64或fosc/321 1 方式311位uart可變方式1：收發(fā)雙方工作在方式1下，此時，串行口為波特率可調(diào)的10位通用異步接口uart，發(fā)送或接收一幀信息，包括1位起始位0，8位數(shù)據(jù)位和1位停止位1。其幀格式如下圖12所示。發(fā)送時，數(shù)據(jù)從txd輸出，當數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器sbuf后，啟動發(fā)送器發(fā)送。當發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)后，置中斷標志ti為1。接收時，由ren置1允許接收，串行口采樣rxd，當采樣1到0的跳變時，確

25、認是起始位“0”，就開始接收一幀數(shù)據(jù)。當ri=0且停止位為1或sm2=0時，停止位進入rb8位，同時置中斷標志ri；否則信息將丟失。所以，方式1接收時，應(yīng)先用軟件清除ri或sm2標志。本設(shè)計采用方式1，方式0、方式2、方式3這里不作具體介紹。圖12 方式一的10位的幀格式9 調(diào)試9.1 總裝調(diào)試9.1.1 插好enc28j60、max232等芯片，接好全部線路。9.1.2 用數(shù)字萬用表檢測電路板線路是否連接良好，檢查是否存在短路。9.1.3 將輸入端接地，接通5v電源（先接好地線），此時硬件電源指示燈亮，如果不亮，應(yīng)檢測電源正負電壓和電阻值是否合適。9.1.4 接電源，用萬用表檢測max232

26、的第2和第6號管腳輸出電壓是否為+10v和-10v。實際調(diào)試時，檢測發(fā)現(xiàn)第2號管腳和第6號管腳輸出電壓分別為+8.8v和-9.4v,在誤差允許的范圍內(nèi)輸出正常。9.1.5 硬件電路正常后，用合適的九針串口線將電路板與pc連接好，利用網(wǎng)上下載的串口助手來調(diào)試硬件電路，看是否具備收發(fā)功能。若不具備，則檢查單片機源程序是否正確。若收發(fā)功能已經(jīng)具備，說明自己的硬件電路調(diào)試成功。9.1.6 用已調(diào)試成功的硬件電路來調(diào)試vb程序。檢測自己做的串口助手是否符合設(shè)計要求9.2 調(diào)試心得9.2.1 調(diào)試硬件電路無論從電路原理上還是電路連接上，本設(shè)計所采用的硬件電路是比較簡單和容易實現(xiàn)的?？墒窃趯嶋H的調(diào)試過程中卻

27、遇到了一些值得我關(guān)注的問題。由于在畫pcb的時候，我加了附銅并且板子轉(zhuǎn)印的效果不好，在描線的時候與銅網(wǎng)多處相聯(lián)，給硬件電路的調(diào)試帶來不必要的麻煩。另外由于制作pcb板及調(diào)試的時間只有5天，最終也只調(diào)試出部分功能。rs232在串口通信電路中要求是比較嚴格的，它與max232的距離、焊接方式等都對電路能否正常通信有影響。調(diào)試中發(fā)現(xiàn)它應(yīng)適當接近max232并且盡量避免電源線和地線的干擾；焊接上，由于rs232是圓孔型插針，直接焊接很容易造成信號不能正常傳輸，因此在這個問題上我做了一些考慮和試驗，最終的解決方法是剪一小段金屬絲填入rs232的圓孔插針，再進行焊接，這樣就可以完全解決這個問題。9.2.2

28、 uip移植由于本設(shè)計需要搭建一個聯(lián)入因特網(wǎng)的通信平臺，且把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成ip格式的程序代碼較大我個人無法完成，因此經(jīng)全面考慮我選擇了移植uip協(xié)議完成數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換。為了使uip協(xié)議能正常工作，我編寫了enc28j60驅(qū)動程序、定時程序及串口程序。具體實現(xiàn)過程是：選用protues仿真，然后制作電路板聯(lián)網(wǎng)。實際使用中還有以下問題有待解決:（1）uip協(xié)議發(fā)送數(shù)據(jù)較慢，在自然移植的過程中需要修改。（2）在設(shè)計思想上只是實現(xiàn)了簡單的格式轉(zhuǎn)換還沒有實現(xiàn)真正快速的通信。10 結(jié)論本設(shè)計包含軟件方面和硬件方面。軟件部分是主要部分，硬件部分核心器件有：單片機，enc28j60，max232等。本設(shè)計在理論上

29、實現(xiàn)是可行的，在實際操作時，為了便于工作用兩個enc28j60模擬互聯(lián)網(wǎng)，雖然不是真正的互聯(lián)網(wǎng)但可作初步試驗，因此，筆者本著科學嚴謹?shù)膽B(tài)度，努力實現(xiàn)設(shè)計要求。但是由于筆者技術(shù)能力有限，只是實現(xiàn)了簡單的ttl到tcp/ip協(xié)議的轉(zhuǎn)換，不足的是沒有真正完成通信的目的。希望通過以后的努力能夠完成設(shè)計任務(wù)。參考文獻1周曉陽,程紅,張曉媛. 新型以太網(wǎng)控制器enc28j 60及其接口技術(shù). 單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用.2006年第8期2禾青.智能家電和信息家電的internet連接.電子產(chǎn)品世界.2001.4a.3uip0.9 瑞典計算機科學學院(網(wǎng)絡(luò)嵌入式系統(tǒng)小組)的 adam dunkels開發(fā)4mic

30、rochip technology inc. enc28j60 stand-alone ethernet controller with spi interfaceeb /ol.,2005.5李朝青.單片機原理及接口技術(shù)（第3版）,北京航空航天大學出版社,2005.10.6陳艷華,侯安華,劉盼盼.基于arm的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與實例,人民郵電出版社.7w richard stevens.tcp/ip詳解.機械工業(yè)出版社，2000.8周曉峰,楊世錫,華亮.單片機上簡單tcp/ip協(xié)議的實現(xiàn).微電子學與計算機, 2004年第21卷第2期.9潘紹明,何為民.

31、基于51主控的ip電話設(shè)計.單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用.2005.11.10李長林.visual basic串口通信技術(shù)與典型實例m.北京：清華大學出版社,2006.411金英姿 鄧少鹍.visual basic實用培訓教程m.北京：人民郵電出版社,2003.3ttl - tcp/ip conversion research fu min jie(college of physics and electrical engineering, anyang normal university, anyang,henan 455002)abstract:in network information de

32、velopment today, the network technology is already very mature. all kinds of intelligent home appliance has gradually entered innumberable families, home appliance intelligent will become future development direction along with the development of the internet. this design aims to study how in existi

33、ng home appliance mode will be home appliance data conversion of data frame format, realize the home appliance internet functions.use c51 for cpu、use enc28j60 as nic, and access ethernet realize appliance online through uip transplant, complete finally control household appliances through ethernet.k

34、ey words:inernet; pcp/ip; the correspondence controls; serial communication附件一：單片機與以太網(wǎng)及pc通信的硬件電路pcb附件二：uip簡介uip協(xié)議棧去掉了完整的tcp/ip中不常用的功能，簡化了通訊流程，但保留了網(wǎng)絡(luò)通信必須使用的協(xié)議，設(shè)計重點放在了ip/tcp/icmp/udp/arp這些網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層協(xié)議上，保證了其代碼的通用性和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。由于uip協(xié)議棧專門為嵌入式系統(tǒng)而設(shè)計，因此還具有如下優(yōu)越功能：（1） 代碼非常少，其協(xié)議棧代碼不到6k，很方便閱讀和移植。（2） 占用的內(nèi)存數(shù)非常少，ram占用僅幾百字

35、節(jié)。（3） 其硬件處理層、協(xié)議棧層和應(yīng)用層共用一個全局緩存區(qū)，不存在數(shù)據(jù)的拷貝，且發(fā)送和接收都是依靠這個緩存區(qū)，極大的節(jié)省空間和時間。（4） 支持多個主動連接和被動連接并發(fā)。（5） 其源代碼中提供一套實例程序：web服務(wù)器，web客戶端，電子郵件發(fā)送程序(smtp客戶端)，telnet服務(wù)器， dns主機名解析程序等。通用性強，移植起來基本不用修改就可以通過。（6） 對數(shù)據(jù)的處理采用輪循機制，不需要操作系統(tǒng)的支持。由于uip對資源的需求少和移植容易，大部分的8位微控制器都使用過uip協(xié)議棧, 而且很多的著名的嵌入式產(chǎn)品和項目(如衛(wèi)星，cisco路由器，無線傳感器網(wǎng)絡(luò))中都在使用uip協(xié)議棧。附

36、件三:enc28j60驅(qū)動源程序void enc28j60_init(void) enc28j60writeop(enc28j60_soft_reset, 0, enc28j60_soft_resetdelay_ms(5);nextpacketptr = rxstart_init; enc28j60write(erxstl, rxstart_init&0xff); enc28j60write(erxsth, rxstart_init8);enc28j60write(erxrdptl, rxstart_init&0xff); enc28j60write(erxrdpth, rxstart_ini

37、t8);enc28j60write(erxndl, rxstop_init&0xff); enc28j60write(erxndh, rxstop_init8);enc28j60write(etxstl, txstart_init&0xff); enc28j60write(etxsth, txstart_init8);enc28j60write(macon1, macon1_marxen|macon1_txpaus|macon1_rxpaus);enc28j60write(macon2, 0x00);enc28j60writeop(enc28j60_bit_field_set, macon3, macon3_padcfg0|macon3_txcrcen|macon3_frmlnen);enc28j60write(maipgl, 0x12); enc28j60write(maipgh, 0x0c);enc28j60write(mabbip