基于A(yíng)T89S52的遠程電源監控系統設計

1 引言
目前，以太網(wǎng)（ethernet）協(xié)議已經(jīng)非常廣泛地應用于各種計算機網(wǎng)絡(luò )，如辦公局域網(wǎng)、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )等場(chǎng)合，并且還不斷地發(fā)展。基于以太網(wǎng)的新技術(shù)和聯(lián)網(wǎng)設備不斷出現，以太網(wǎng)已經(jīng)成為事實(shí)上最常用的局域網(wǎng)絡(luò )標準之一。但是，基于以太網(wǎng)的嵌入式系統目前并不是很多。其原因除了嵌入式系統本身運行速度較慢、資源較少且不足以實(shí)現以太網(wǎng)的各種協(xié)議外，更重要是設計以太網(wǎng)的接口及協(xié)議相對比較復雜，使人望而卻步。本文將研討基于c8051f系列單片機系統的嵌入式系統與10mbps以太網(wǎng)控制器芯片rtl8019as的接口電路實(shí)現及編程方法。

2 嵌入式以太網(wǎng)接口分析
2.1 接口組成
8位mcu的嵌入式設備通過(guò)以太網(wǎng)接口，將8位mcu采集的數據信息，傳送到遠程服務(wù)器。在這個(gè)過(guò)程中需要處理網(wǎng)絡(luò )接口、接收數據的分析、發(fā)送數據段的封裝等問(wèn)題。
以10baset以太網(wǎng)為例，發(fā)送數據時(shí)應該做的工作是首先對需要發(fā)送的數據進(jìn)行曼切斯特編碼，然后對編碼后的數據進(jìn)行預處理，使其發(fā)送的數據適合10baset的以太網(wǎng)傳輸，最后把處理好的數據以適當的速度發(fā)送到以太網(wǎng)。同時(shí)為了保證數據的有效性，系統還應具有沖突檢測和重發(fā)功能。在這個(gè)過(guò)程中，直接用8位mcu來(lái)實(shí)現該功能非常困難。解決的方法是用專(zhuān)門(mén)的網(wǎng)絡(luò )接口芯片nic網(wǎng)絡(luò )接口卡（nic-network interface card）來(lái)實(shí)現，這類(lèi)芯片遵循ieee802.3所規定的csma/cd協(xié)議，除了提供物理鏈路所需的電氣性能外，還提供曼切斯特編碼、沖突檢測和重發(fā)功能，可以用很少的外圍電路一起完成數據的發(fā)送和接收功能。這樣，8位mcu只需要nic芯片提供初始配置和數據接口，這對于8位mcu是沒(méi)有問(wèn)題的?；谝陨系姆治?，8位mcu的嵌入式設備以太網(wǎng)接口部分構成如圖1所示:

圖1 嵌入式設備以太網(wǎng)接口組成

2.2 以太網(wǎng)控制芯片――rtl8019as
（1） rtl8019as的主要性能
l 符合以太網(wǎng)ii與ieee802.3（10base5、10base2、10baset）標準;
l 全雙工，收發(fā)可同時(shí)達到10mbit/s的速率;
l 內置16kb的sram，用于收發(fā)緩沖，降低對主處理器的速度要求;
l 支持8/16位數據總線(xiàn)，8個(gè)中斷申請線(xiàn)以及16個(gè)i/o基地址選擇;
l 支持utp、aui、bnc自動(dòng)檢測，還支持對10baset拓撲結構的自動(dòng)極性修正;
l 允許4個(gè)診斷led引腳可編程輸出;
l 采用cmos工藝，功耗低。單一電源5v供電。
（2） rtl8019as的內部結構
rtl8019as芯片內部包含遠程dma（直接存儲器存?。┙涌?、本地dma接口、mac（介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制）邏輯、數據編碼解碼邏輯和其它接口。這里的dma與平時(shí)所說(shuō)的dma有些不同:rtl8019as芯片的本地dma操作

是由控制器本身完成;而遠程dma并不是在沒(méi)有主處理器的參與下數據能自動(dòng)移到主處理器的內存中，它指主處理器給出起址和長(cháng)度就可以讀寫(xiě)芯片的ram緩沖區，每操作一次ram地址自動(dòng)加1，而普通ram操作每次要先發(fā)地址再處理數據，速度較慢。內部結構如圖2所示。