基于MSP430F5438的網(wǎng)絡終端系統(tǒng)設計.pdf

1、隨著計算機技術與嵌入式技術的不斷進步，網(wǎng)絡已成為日常交流中最重要的通信工具，而小型的嵌入式設備與Internet通信也逐步成為發(fā)展的趨勢。本文介紹了嵌入式系統(tǒng)具有的優(yōu)勢和以太網(wǎng)技術發(fā)展的方向，分析了把嵌入式技術與網(wǎng)絡技術結(jié)合在一起的可能性。通過進一步了解嵌入式以太網(wǎng)技術產(chǎn)生的背景和目前發(fā)展的狀況，指出了本文研究的重要意義。
　　 嵌入式終端系統(tǒng)實現(xiàn)網(wǎng)絡功能主要有三種解決方案，采用專門的網(wǎng)絡處理芯片，嵌入式操作系統(tǒng)植入微處理器和小

2、型單片機嵌入網(wǎng)絡協(xié)議棧。分析比較三種方案各自的優(yōu)缺點，本文的設計方案選擇單片機嵌入TCP/IP協(xié)議棧的方法來實現(xiàn)。
　　 系統(tǒng)的主控制器選用TI公司的高性能、低功耗單片機MSP430F5438，從控制器選用微芯科技公司生產(chǎn)的網(wǎng)卡控制器ENC28J60來實現(xiàn)嵌入式的網(wǎng)絡終端的設計和開發(fā)。本文的設計包括軟件和硬件兩大部分，硬件部分主要包括電源電路的設計、看門狗電路的設計、串口電路的設計以及單片機與網(wǎng)卡控制器接口電路的設計；軟件部分主

3、要包括看門狗程序的設計、以太網(wǎng)控制器驅(qū)動程序的編寫和TCP/IP協(xié)議的裁剪，在此基礎上實現(xiàn)了應用層的Modbus協(xié)議。
　　 在本文設計的終端系統(tǒng)中主控制器實現(xiàn)程序?qū)懭氩⑴c從控制器進行數(shù)據(jù)通信，同時從控制器通過網(wǎng)絡變壓器擴展出一個網(wǎng)絡接口RJ45來實現(xiàn)與本地的局域網(wǎng)的通信，然后將裁剪的、適合單片機使用的TCP/IP協(xié)議通過仿真器寫到單片機的Flash中，在這個過程中主要是對網(wǎng)絡協(xié)議進行分析并把適合嵌入式系統(tǒng)的UIP協(xié)議棧移植到微

4、控制器中。
　　 通過分析應用層的協(xié)議，在主控制器的內(nèi)部存儲器中實現(xiàn)了基于UDP傳輸協(xié)議的Modbus協(xié)議。系統(tǒng)通過采樣電路可以把現(xiàn)場的數(shù)據(jù)進行采集，并通過串口發(fā)送到系統(tǒng)的內(nèi)部存儲器中。與此同時，在遠端的主機可以直接向網(wǎng)絡終端發(fā)送命令實現(xiàn)對嵌入式網(wǎng)絡終端的控制。系統(tǒng)真正實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)的遠端測試和對現(xiàn)場設備的遠程控制，操作起來方便，應用也比較廣泛。隨著嵌入式技術和網(wǎng)絡的不斷發(fā)展融合，本文實現(xiàn)的將嵌入式網(wǎng)絡技術應用在工業(yè)控制和遠程監(jiān)控