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CAN總線的嵌入式Web服務(wù)器設(shè)計(jì)
摘要：本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一種可以將基于TCP/IP協(xié)議的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，與基于CAN總線協(xié)議的底層現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)連通的嵌入式Web服務(wù)器。關(guān)鍵詞：嵌入式Web服務(wù)器 嵌入式Internet TCP/IP協(xié)議 CAN總線
引言
嵌入式系統(tǒng)指被嵌入到各種產(chǎn)品或工程應(yīng)用中的，以微處理器或微控制器為核心的軟硬件系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)與Internet技術(shù)相結(jié)合，形成的嵌入式Internet技術(shù)是近幾年隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及而發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新興技術(shù)。它通過(guò)現(xiàn)有嵌入式系統(tǒng)，增加因特網(wǎng)接入能力來(lái)擴(kuò)展其功能，創(chuàng)造性地提出以低價(jià)位單片機(jī)作為微處理器，使嵌入式設(shè)備而非PC系統(tǒng)直接接入Internet。在本文中，采用Ubicom公司的SX52單片機(jī)外接以太網(wǎng)控制芯片RTL8019AS實(shí)現(xiàn)嵌入式Web服務(wù)器硬件結(jié)構(gòu)和軟件功能。傳統(tǒng)的基于DCS結(jié)構(gòu)工控系統(tǒng)向嵌入式Web結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移，可有效降低成本，這是因?yàn)闆](méi)有必要開(kāi)發(fā)專有的GUI，還可以方便最終用戶，并改善故障檢測(cè)和設(shè)備維護(hù)的遠(yuǎn)程訪問(wèn)能力。
圖1
1 嵌入式Web服務(wù)器硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
通常嵌入式系統(tǒng)硬件包括微控制器、存儲(chǔ)器外設(shè)器件和I/O端口等，其核心是嵌入式微控制器。為適應(yīng)上網(wǎng)需求，嵌入式微控制器不僅要能執(zhí)行傳統(tǒng)的控制功能，還要能執(zhí)行與連接因特網(wǎng)相關(guān)的功能，而Ubicom公司的SX52芯片能比較容易地實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議，所以我們選擇它作為微控制器。
實(shí)現(xiàn)嵌入式設(shè)備接入Internet，從原則上來(lái)講最關(guān)鍵的就是要實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議，還有一人關(guān)鍵的問(wèn)題就是傳輸信息媒質(zhì)的選擇。我們采用最常用的連接模式，即通過(guò)以太網(wǎng)連接Internet，利用網(wǎng)絡(luò)接口控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)芯片就是NE2000兼容系列網(wǎng)絡(luò)芯片，它具有接口方便、驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單、占用資源少等優(yōu)點(diǎn)，特別適合嵌入式系統(tǒng)。我們選用其中性能較了，供貨比較穩(wěn)定的RTL8019AS芯片。嵌入式Web服務(wù)器硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
嵌入式Web服務(wù)器用SX52微控制器作為處理器，以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)芯片RTL8019AS經(jīng)耦合隔離濾波器HR61101G和RJ45接口接入以太網(wǎng)，配有RS232和CAN總線兩個(gè)擴(kuò)展接口，可以將具有RS232接口的設(shè)備或采用CAN總線協(xié)議通信的設(shè)備連到以太網(wǎng)上。RS232接口采用MAX232CPE芯片，CAN總線控制器采用Philips公司的SJA1000芯片，CAN收發(fā)器則采用了Philips公司的PCA82C250。
數(shù)據(jù)的流向?yàn)椋赫?qǐng)求和控制信息從局域網(wǎng)中來(lái)，通過(guò)RJ45送到RTL8019AS，RTL8019AS負(fù)責(zé)將以太網(wǎng)幀的首部和尾部信息剝離，將處理后的數(shù)據(jù)包送入SX52的TCP/IP協(xié)議棧，由協(xié)議棧對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行解析，得到原始的請(qǐng)求和控制信息。請(qǐng)求和控制信息再經(jīng)過(guò)SJA1000進(jìn)行CAN協(xié)議格式的數(shù)據(jù)封裝，再和現(xiàn)場(chǎng)的CAN總線設(shè)備進(jìn)行通信。請(qǐng)求和控制的回復(fù)領(lǐng)先局域網(wǎng)的過(guò)程與上面正好相反。圖2為W
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