试验站远程监控系统网络接口的设计
表2网络媒介选择
在本设计中采用PL1=0,PL0=0,即第一种自动检测方式,RTL8019AS会自动检测媒介是同轴电缆还是双绞线。
RTL8019AS与以太网的接口采用无屏蔽双绞线RJ45接口,中间需要接一个网络隔离变压器,也称为发送/接收滤波器,用来把信号变成平衡信号传输,防止电涌,以减少共模干扰,提高传输效率。
本设计中使用的隔离变压器是GROUP TEK的20F001N。在具体的连接中信号地线要通过一个10nF的电容接到电源地上,在20F001N的输出口上必须加上一个200Ω的电阻来抑止输入8019AS的电压大小,这也是一种保护措施。
以太网控制器的外围布线还包括RJ45接口以及LED指示灯的连接,其具体的连接原理图如图2所示。
图2 以太网芯片RTL8019AS外围电路原理图
③ 单片机与RTL8019AS的连接
本设计中采用跳线方式,将65脚JP接高电平当系统上电复位后,在RSTDRV下降沿,8019AS将读入各个跳线引脚的状态,写入系统配置寄存器中,作为系统默认的初始配置。
各跳线引脚连接:RQS0~IRQS2(78~80脚)为中断口,本设计中采用查询方式,所以中断口选择没有影响;IOS0~IOS3(81、82、84、85脚)为I/O基地址选择,用于选择I/O口的起始地址,要使其全部置低电平,则起始地址从300H开始,地址总线连接必须与此相一致;PL0、PL1(74、77脚)为网络介质类型选择,本系统中设为“00”,表示进行连接检测;BS0~BS4(67、69、71、72脚)用于BROM容量与基地址选择,本系统中没有连接BROM,只要将BS4、BS3设为低电平,就可禁止BROM。
由上所述可知,各跳线引脚全部配置为低电平即可。芯片引脚内部接有100kΩ的下拉电阻,所以当引脚悬空时,本身就默认为低电平,因而也可将这些引脚悬空,在相关电路设计和软件设计中应注意要与这些跳线引脚配置相一致。
数据与地址总线连接:采用8位数据总线,将96脚IOCS16B接27kΩ下拉电阻即可使8019AS工作于8位数据总线方式。系统数据总线与SD0~SD7连接。8019AS内部寄存器和存储器的读写地址为00H~1FH,只需要5根地址线就能进行选择。但在系统跳线配置中已将起始地址设为300H,因而在地址选通时,还必须令地址线SA8、SA9为“1”。
其他还包括对晶振的连接,以及电源和地的连接。
2 TCP/IP协议栈的总体设计
该网络的最终目的是实现网络节点上任意两点之间的数据通信,但是设计一个对所有可能的通信模式均是有效的、完整的、全面的协议是不可能实现的,于是将通信问题划分成小块,并为每个小块设计单独的协议,这样使得每种协议变得容易设计、分析、执行和测试。一方面,每种协议应该处理其他协议没有处理的通信问题,以免重复工作。另一方面,设计的协议应该能够共享数据结构和信息,以提高执行效率。当然最重要的是各个协议之间能够很好的协同工作,不能将每种协议设计成孤立的协议,这就需要将他们设计成一个相互支持、相互补充的系统,系统中的每种协议解决一部分通信问题,而所有的协议便能解决所有可能的网络通信问题。
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