嵌入式TCP/IP協(xié)議單片機技術(shù)在網(wǎng)絡(luò )通信中應用

在因特網(wǎng)上TCP/IP協(xié)議每時(shí)每刻保證了數據的準確傳輸。在數據采集領(lǐng)域，如何利用TCP/IP協(xié)議在網(wǎng)絡(luò )中進(jìn)行數據傳輸成為一個(gè)炙手可熱的話(huà)題。在本系統中，筆者利用TCP/IP協(xié)議中的UDP(用戶(hù)數據報協(xié)議)、IP(網(wǎng)絡(luò )報文協(xié)議)、ARP(地址解析協(xié)議)及簡(jiǎn)單的應用層協(xié)議成功地實(shí)現了單片機的網(wǎng)絡(luò )互連既提高了數據傳輸的速度，又保證了數據傳輸的正確性，同時(shí)也擴展了數據傳輸的有效半徑。

1 TCP/IP協(xié)議簡(jiǎn)介
TCP/IP協(xié)議是一套把因特網(wǎng)上的各種系統互連起來(lái)的協(xié)議組，保證因特網(wǎng)上數據的準確快速傳輸。參考開(kāi)放系統互連(OSI)模型，TCP/IP通常采用一種簡(jiǎn)化的四層模型，分別為：應用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò )層、鏈路層。

(1)應用層
網(wǎng)絡(luò )應用層要有一個(gè)定義清晰的會(huì )話(huà)過(guò)程如通常所說(shuō)的Http、Ftp、Telnet等。在本系統中,單片機系統傳遞來(lái)自Ethernet和數據終端的數據，應用層只對大的數據報作打包拆報處理。

(2)傳輸層
傳輸層讓網(wǎng)絡(luò )程序通過(guò)明確定義的通道及某些特性獲取數據，如定義網(wǎng)絡(luò )連接的端口號等實(shí)現該層協(xié)議的傳輸控制協(xié)議TCP和用戶(hù)數據報協(xié)議UDP。在本系統中使用UDP數據報協(xié)議。

(3)網(wǎng)絡(luò )層
網(wǎng)絡(luò )層讓信息可以發(fā)送到相鄰的TCP/IP網(wǎng)絡(luò )上的任一主機上,IP協(xié)議就是該層中傳送數據的機制。同時(shí)為建立網(wǎng)絡(luò )間的互連,應提供ARP地址解析協(xié)議,實(shí)現從IP地址到數據鏈路物理地址的映像。

(4)鏈路層
由控制同一物理網(wǎng)絡(luò )上的不同機器間數據傳送的底層協(xié)議組成實(shí)現這一層協(xié)議的協(xié)議并不屬于TCP/IP協(xié)議組。在本系統中這部分功能由單片機控制網(wǎng)卡芯片CS8900實(shí)現。

2 硬件框圖

如圖1所示,系統提供RJ45接口連接Ethernet網(wǎng)絡(luò ),并且提供一個(gè)串口給用戶(hù)使用。系統板可以將從Ethernet上過(guò)來(lái)的IP數據報解包后送給串口,也可將從串口過(guò)來(lái)的數據封裝為IP包送到局域網(wǎng)中。外部RAM使用61C1024(128KB)，從而為數據處理提供了很大的緩存； 使用E2PROM--X25045,既可以作為看門(mén)狗使用也可以將IP地址、網(wǎng)卡物理地址和其他參數保存在里面。

CS8900芯片是Cirrus Logic公司生產(chǎn)的一種局域網(wǎng)處理芯片,它的封裝是100-pin TQFP,內部集成了在片RAM、10BASE-T收發(fā)濾波器,并且提供8位和16位兩種接口，本文只介紹它的８位模式。
ME103是一種脈沖變壓器，在CS8900的前端對網(wǎng)絡(luò )信號進(jìn)行脈沖波形變換。