基于W5100的远程控制器设计

作者：时间：2011-04-07 来源：网络收藏

1．1 控制器的硬件设计
传统的嵌入式Internet系统设备基本上全部是采用软件方法来实现TCP／IP协议栈。用软件设计TCP／IP协议栈对开发人员软件能力要求很高，要求对操作系统和TCP／IP协议有一定程度的熟悉，并且高档微控制器和实时操作系统的价格也很高；另外，由于网络协议都比较大而且复杂，写入软件后稳定性欠佳。因此直接采用硬件TCP／IP协议芯片(W5100)实现组网方案，具有设计简单、灵活的特点，并且不需要实时操作系统的支持。
W5100高度集成了成熟的TCP／IP协议栈、以太网MAC层，PHY层等，支持TCP，UDP，IPv4，ICMP，ARP，IGMP和PPPoE等协议，这些协议已经在很多领域经过了多年的验证。它支持4个独立的socket通信，内部16KB的发送／接收缓冲区可快速进行数据交换，最大有效通信率可达到25 Mb／s。使用W5100不需要考虑以太网的控制，只需进行简单的端口(socket)编程，同访问外部存储器一样简单。它提供两种并行总线接口(直接总线和间接总线)以及串行SPI接口，W5100大大减少了硬件接口设计和网络编程的工作量，并且可以实现可靠稳定运行的远程数据通信系统。
基于W5100的远程控制器主要由微控制器ARM7，温度传感器DS18B20，W5100网络接口芯片，RS 232，RS 485以及RJ-45接口等芯片组成。微控制器ARM7采用的是飞利浦的LPC2131，它是32位微处理器，采用冯·诺依曼结构(数据和指令混合编址)，并且内核采用的是ARM7TDMI-S核。LPC2131具有如下特性：8 KB片内SRAM；32 KB片内FLASH，128位宽度接口／加速器实现高达60 MHz的操作频率；8路10位A／D转换器；2个32位定时器(带4路捕获和4路比较通道)，PWM单元(6路输出)和看门狗；2个UART，2个高速I2C接口(400 Kb／s)，SPI，SSP；通过向量中断控制器，可配置优先级和向量地址。
由于LPC2131所具有的特性以及它较小的封装(LQFP64)和极低的功耗使LPC2131可以理想的应用于小型系统中，如通信网关、协议转换器和工业控制等。远程控制器的硬件设计原理框图如图2所示。在设计中，LPC2131与W5100通过SPI接口进行连接，LPC2131作为SPI主设备，W5 100作为从设备，并由LPC2131为W5100提供时钟信号。LPC2131通过RS 232接口与本地的设备实现通信和控制，同时通过RS 485接口实现TCP ／IP协议与现场RS 485总线之间的协议转换。DS18B20温度传感器可以实时监控本地工作环境的温度变化，如果现场工作环境温度过高或者过低，则可以通过TCP／IP网络向远程的控制中心报警。

本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/162209.htm