基于W5100的遠(yuǎn)程控制器設(shè)計(jì)
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1．2 控制器的軟件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)基于ADS 1．2平臺(tái)開(kāi)發(fā)，采用C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言混合編程完成固件程序的編寫(xiě)，并完成了在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下的調(diào)試，最終實(shí)現(xiàn)了基于W5100的遠(yuǎn)程控制器軟件設(shè)計(jì)。系統(tǒng)軟件采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，把程序化繁為簡(jiǎn)，便于程序的設(shè)計(jì)、調(diào)試及維護(hù)。整個(gè)軟件系統(tǒng)主要包括初始化模塊、TCP／IP模塊和RS 232／RS 485接口處理模塊等。
1．2．1 初始化模塊
初始化模塊主要對(duì)控制器LPC2131和W5100進(jìn)行初始化。LPC2131初始化主要包括啟動(dòng)初始化、時(shí)鐘、I／O、串口以及SPI接口的初始化設(shè)置等，使LPC2131工作在SPI主設(shè)備狀態(tài)，W5100工作在從設(shè)備狀態(tài)。W5100初始化包括W5100工作模式、中斷向量、IP地址、網(wǎng)關(guān)地址、子網(wǎng)掩碼、物理地址、超時(shí)值等相關(guān)設(shè)置，并通過(guò)對(duì)套接字寄存器初始化來(lái)設(shè)置W5100的4個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)通道。在該控制器設(shè)計(jì)中，采用的是客戶端／服務(wù)器模式，通過(guò)初始化設(shè)置，使W5100工作在服務(wù)器模式下，等待遠(yuǎn)端控制終端的連接。
所以，通過(guò)設(shè)置W5100內(nèi)部的控制寄存器，完全可以像在局域網(wǎng)中配置IP地址一樣簡(jiǎn)單地配置設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，通過(guò)靈活創(chuàng)建和選擇TCP或者UDP套接字來(lái)完成網(wǎng)上的數(shù)據(jù)交換。
1．2．2 TCP／IP網(wǎng)絡(luò)模塊
TCP服務(wù)器模式程序流程圖如圖3所示。首先通過(guò)初始化模塊初始化W5100，并創(chuàng)建一個(gè)socket，把socket和本機(jī)的IP地址和TCP端口綁定，然后偵聽(tīng)端口；下一步進(jìn)入循環(huán)等待狀態(tài)，如有客戶端連接請(qǐng)求，則接受客戶端連接要求；同時(shí)接受客戶機(jī)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生系統(tǒng)中斷，進(jìn)入到接收中斷處理進(jìn)程；如果在發(fā)送緩沖區(qū)有數(shù)據(jù)要發(fā)送，則在客戶端連接成功后，進(jìn)入發(fā)送數(shù)據(jù)處理進(jìn)程；最后如果接收和發(fā)送數(shù)據(jù)均已經(jīng)完成，就進(jìn)入關(guān)閉端口進(jìn)程，關(guān)閉socket，通信終止；在整個(gè)的TCP網(wǎng)絡(luò)通信過(guò)程中，如果產(chǎn)生超時(shí)中斷，則直接關(guān)閉通信端口。 TCP／IP模塊的主要功能是對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。通過(guò)初始化模塊的設(shè)置，將W5100設(shè)置為服務(wù)器模式，通過(guò)socket編程，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制器的客戶端／服務(wù)器工作模式。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/162209.htm
1．2．3 RS 232／RS 485接口處理模塊
RS 232／RS 485接口處理模塊由數(shù)據(jù)編碼／解析子模塊和RS 232／RS 485接口子模塊組成。數(shù)據(jù)編碼／解析子模塊的主要任務(wù)是完成對(duì)網(wǎng)絡(luò)接收來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析并按設(shè)備通信格式進(jìn)行編碼，同時(shí)將從RS 232／RS 485接口設(shè)備獲得的數(shù)據(jù)解析并編碼成為標(biāo)準(zhǔn)的TCP／IP信息包，傳送給遠(yuǎn)程的控制終端。RS 232／RS 485接口模塊實(shí)現(xiàn)了與本地RS 232標(biāo)準(zhǔn)接口設(shè)備數(shù)據(jù)的交換功能以及完成了TCP／IP協(xié)議與現(xiàn)場(chǎng)RS 485接口總線之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換。
依托W5100完善的TCP／IP協(xié)議處理功能，使LPC2131在沒(méi)有操作系統(tǒng)的支持下可介入Internet網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)RS 232接口和RS 485接口總線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的功能。
2 結(jié)語(yǔ)
基于LPC2131微控制器和W5100網(wǎng)絡(luò)芯片設(shè)計(jì)的帶有標(biāo)準(zhǔn)RS 232／RS 485接口和標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口的遠(yuǎn)程設(shè)備控制器，它通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)RS 232／RS 485接口與被控設(shè)備進(jìn)行連接，并通過(guò)以太網(wǎng)接口接入到控制網(wǎng)絡(luò)中去，從而實(shí)現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制。采用該控制器構(gòu)建的分布式控制系統(tǒng)具有靈活、廉價(jià)、穩(wěn)定、可靠、且容易進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展的特點(diǎn)。
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