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８２－９４６ ３６０
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年
技
术
创
新
控 制 系 统
《
ＰＬＣ
技术应用
２００
例
》
您 的 论 文 得 到 两 院 院 士 关 注
基于以太网远程温度监控系统的设计
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｒｅｍ ｏｔｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅ ｏｎ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ
（１．
西安文理学院
；２．
西安科技大学
）
孙 静
１
王再英
２
ＳＵＮ Ｊｉｎｇ ＷＡＮＧ Ｚａｉ－ｙｉｎｇ
摘要
：
本文提出一种基于
８
位 单 片 机 的 远 程 温 控 系 统 的 设 计 方 案
，
文 中 给 出 了 系 统 的 硬 件 框 图
，
以 及 简 化
ＴＣＰ／ＩＰ
协 议 栈 和
嵌入 式
Ｗｅｂ
服务器 的 实现方 法
。
该方案 使 用户能 通 过任意
ＩＥ
浏览器 实 现对远 程 端温度 的 监控
。
关键词
：
单片机
；
以太网
； ＴＣＰ／ＩＰ
协议
； ＤＳ１８Ｂ２０
中图分类号
： ＴＰ３９３．１
文献标识码
： Ｂ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：
Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ａ ｒｅｍｏｔｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ８－ ｂｉｔ ｍｉｃｒｏｃｏｎ－
ｔｒｏｌｌｅｒ． Ｔｈｅ ｈａｒｄｗａｒｅ ｆｒａｍｅ ｐｉｃｔｕｒｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ， ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ ＴＣＰ／ＩＰ ｓｔａｃｋ ａｎｄ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｗｅｂ ｓｅｒｖｅｒ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｇｉｖｅｎ．
Ｕｓｅｒｓ ｃａｎ ｍｏｎｉｔｏｒ ｔｈｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｔｈｒｏｕｇｈ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｅｘｐｌｏｒｅｒ ｂｙ ｔｈｉｓ ｓｃｈｅｍｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ； Ｅｔｈｅｒｎｅｔ； ＴＣＰ／ＩＰ； ＤＳ１８Ｂ２０
文章编号
：１００８－ ０５７０（２００８）０９－
１
－ ００９９－ ０３
１
引言
随着通讯技术
、
网络技术 和半导体技术的飞速发展
，
嵌入
式系统接入网络已成为其应用的一个重要方向
。
越来越多的嵌
入式系统选择
Ｗｅｂ
服务器的方式与
Ｉｎｔｅｒｎｅｔ
进行数据交换
。
而
以太网是构筑现代
Ｉｎｔｅｒｎｅｔ
网络的基础
，
因此选择基于以太网
的嵌入式
Ｗｅｂ
服务器技术实现数据交换将具有较高的实用价
值
。
温度是程控机房
、
档案室
、
图书馆
、
农业生产基地等众多场
所需要实时监控的一个重要物理量
。
温度监控系统在实际生活
中有着重要的作用
。
本文主要针对
ＭＣＳ－ ５１
系列单片机
，
结合
嵌入式
Ｗｅｂ
服务器技术
，
提出了基于以太网的远程温度监控
系统的设计方案
。
该方案成功的实现了温度采集和控制的网络
化
，
具有结构简单
，
成本低
，
传输稳定等优点
。
２
远程温度监控系统的硬件电路设计
远程温度监控系统硬件平台主要由微处理器
Ｗ７８Ｅ５１６Ｂ
、
以太网控 制器
ＲＴＬ８０１９ＡＳ
、
数据存储 器
ＷＳ６２２５６
、
网络隔离 变
压器
２０Ｆ－ ０１
、
用于片选的
ＡＴＦ１６Ｖ８Ｂ
以及数字化温度传 感器
ＤＳ１８Ｂ２０
等器件组成
。
硬件总体框图如图
１
所示
。
数据线和地址线均采取总线方式
，
即
８
位数据线和
１６
位
地址线
。
在实际应用中
ＲＴＬ８０１９ＡＳ
需要用到的 管脚有
，
ＳＡ０￣
ＳＡ１９
为网卡的地址线
，
ＳＤ０￣ＳＤ７
为网卡的数据线
。
ＲＴＬ８０１９ＡＳ
的
６４
、
７４
、
７７
三个管脚悬空
，
ＲＴＬ８０１９ＡＳ
芯片会自动检测
，
如果
检测到
ｌ０ＢＡＳＥ－ Ｔ
信号
，
则选择接口类型
ＵＴＰ
，
否则选择接口类
型为
ＢＮＣ
。
ＲＴＬ８０１９ＡＳ
提供三种配置
Ｉ／Ｏ
端口和中断的模式
，
由于单片机资源有限
，
不需要实现即插即用
，
而
ＲＴ
免跳线模式
需要外接一个
Ｅ２ＰＲＯＭ （ ９３４６ ）
，
因此这里选择跳线模式
，
虽然
这是最简单的一种模式
，
但是系统需要的功能完全可以实现
。
选择跳线模式
，
ＪＰ
端接高电平
。
ＲＴＬ８０１９ＡＳ
内置了
１０ＢＡＳＥ－ Ｔ
收发器
，
所以网络 接口 的电路比较简单
，
只需外接一个隔离低
通滤波器
。
ＬＥＤ０
，
ＬＥＤ１
各接一个发光二极管以反映通讯状态
。
温度采集采用单总线数字温度传感器
ＤＳ１８Ｂ２０
。
串口主要用于
程序下载和调试
。
由于外部扩展了
６４Ｋ
的
ＲＡＭ
，
所以这里存在
片选问题
。
片选采用
ＧＡＬ
器件
ＡＴＦ１６Ｖ８Ｂ
，
其译码逻辑为
：
ｒａｍｌｃｓ＝Ａ１５
；
数据存储器片选
ｒａｍｈｃｓ＝Ａ１５＆Ａ１４＆Ａ１３＆Ａ１２＆Ａ１１＆Ａ１０＆Ａ９＃！ Ａ１５
；
数 据
存储器片选
８０１９ｃｓ ！ ＝（Ａ１５＆Ａ１４＆Ａ１３＆Ａ１２＆Ａ１１＆Ａ１０＆Ａ９）
；
ＲＴＬ８０１９ＡＳ
片选
图
１
远程温度监控系统的硬件框图
３
远程温度监控系统的程序设计
系统程序在
ＫＥＩＬ Ｃ５１
下实现
，
主要包括三部分
：
一是以太
网接口驱动程 序 的 实 现
；
二 是
ＴＣＰ／ＩＰ
协议 栈 的 实 现
；
三 是
ＤＳ１８Ｂ２０
的温度采集程序
。
３．１
以太网接口驱动程序的实现
以太网接口驱动程序相当于实现
ＰＣ
机中网卡的驱动程序
功能
，
主要通过
ＲＴＬ８０１９ＡＳ
处理以太网协议
，
完成以太网数据
帧的收发
。
首先要对
ＲＴＬ８０１９ＡＳ
进行复位
，
并将其设置为跳线
模 式
，
然 后 设 置
ＲＴＬ８０１９ＡＳ
的 工 作 参 数
，
使 其 开 始 工 作
。
ＲＴＬ８０１９ＡＳ
正 常 工作后
，
通 过读写
ＲＴＬ８０１９ＡＳ
的
ＲＡＭ
，
完 成
数据包的接收和发送
。
数据传输中介质访问控制逻辑由硬件自
动完成
。
孙 静
：
助教 工学硕士
基金项目
：
西安文理学院专项科研基金资助项目
（ＫＹ２００６４１）
９９
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