基于CP2200的嵌入式系统以太网接口设计

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! ^' ?( B  b! \4 b摘要:随着单片机处理能力不断增强,嵌入式系统也越复杂,控制系统日趋网络化,使基于以太网的嵌入式系统研究成为其
技术发展的趋势。本文以ATmega16单片机和CP2200以太网控制器为主要硬件,TCP/IP为协议,分析了嵌入式单片机系统
接入以太网的可行性,并阐述了其硬件设计,软件设计与实时性。
% N. w7 c$ ~5 c* e4 B1 Q关键词:以太网:单片机:嵌入式系统:TCP/IP:实时性
1引言
嵌人式系统是控制、监视或辅助设备、机器和车间运行的装
0 F( {/ M' h+ Q/ F置,具有软件代码小、高度自动化、响应速度快等特点，近年来被
广泛应用于工业控制系统及通信等领域。嵌人式系统根据所采
) L. U4 }7 ]% m用的嵌人式处理器不同可分为两种:-种是以DSP和32位为微
% F: I, I' `8 H& j% d控制器(microcontollr)与微处理器(microprocessor)为主的高端嵌
人式系统;另- -种是8位单片机作为微控制器的低端嵌人式系
! ?1 J3 F& m# U2 K统。随着单片机的处理速度提高,存储空间增大,生产工艺改
" ?% W/ O0 [- P6 Y/ _进,成本降低,及结构简单、使用方便等特点与优越性,单片机
" A; a. K2 C4 W2 L0 P在未来的嵌人式系统应用中仍有很大的发展空间。同时,控制
* u2 E& l7 O* {* O系统越来越复杂,功能需求不断增多,多个嵌人式单片机系统
之间需要相互进行数据通信,工作人员也要对系统工作情况进
行监控和管理。这就需要嵌入式单片机系统具有能连接网络的
" C2 o( t  d- ]6 M$ O; q功能。但目前大多数嵌人式系统还处于独立应用阶段,即使进
行多个微控制器之间的信息传递,也只是利用--些现场总线进
行组网,而这些总线的应用有其局域性,各总线间不能兼容,不
能实现更大范围的连接,而以太网则不受限制。
! j, l5 D0 k9 w/ U* Z5 D以太网是目前发展最成熟、应用最广的局域网技术,将嵌人
. T9 g8 g- W2 _3 f式设备通过常见的集线器、交换机等设备接人局域网，实现实时
+ {5 x. ]  a* U: L, K' p的网络远程控制与管理，已成为嵌人式系统应用的技术发展趋
势。在本项目“多维数控系统”研究中,电火花机床包括运动控
制部分、脉冲电源部分和操作部分，这些独立的嵌人式系统采用
, Q7 X' o% g3 T' D" L+ `* b  b现场总线方式进行组网。本文以ATmega16单片机和最新发布
3 p) {- e; @$ x$ r5 h& P* H4 M" u的以太网控制器CP2200为硬件来实现各个嵌人式单片机系统
* [( y$ S7 K( C1 P. L: u  s的联网。
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目前大多数嵌人式系统还处于独立应用阶段,即使进 行多个微控制器之间的信息传递,也只是利用--些现场总线进 行组网