基于AVR高速单片机的以太网络终端设计

发布时间：2019-10-08 22:22

【摘要】：近年来,随着计算机通信技术、电子信息技术和多媒体技术的飞速发展,Internet网络日益成为人们日常生活中必不可少的工具。信息家电,智能化仪表等需要与Internet连接的非PC设备越来越多,而在这些非PC设备中,以8位单片机为核心的嵌入式设备,又占了绝大部分。可以说嵌入式设备的通信已经成为计算机世界的一项热门技术,倍受工业界和高等院校的关注。对8位单片机这类低端芯片所组成的网络终端,国内外曾有过一些51单片机连接以太网的研究,但是由于51单片机的性能不佳,实用性不高,难以成为典型应用方式。而avr单片机以其优良的性能低廉的价格,大有全面替代51系列单片机的势态,因此研究一款基于AVR单片机的网络终端,更加具有现实意义。本论文在总结现有应用的基础上,设计了一套基于ATmegal6单片机接入Internet的开发方案,从而为实现8位单片机的网络接入提供了新的选择。通过对RTL8019AS和ENC28J60两种以太网控制芯片进行详尽的介绍,展示了该类网络终端底层驱动的工作原理。由于ATmega16的性能相对低端,设计摒弃了嵌入式实时操作系统,而作为硬件驱动与上层网络应用程序之间的连接,uIP协议栈的引进移植,使得该方案能够运行TCP/IP等大多数的网络协议,从而使该系统的网络功能得以齐备。在使用C语言为ENC28J60编写驱动程序时,通过对源代码的注解,使得开发思路及过程展示的更为透彻,为同类研究提供了“亲临现场”般的范例。本论文通过大量查阅资料,对构成基于8位机的网络终端,所涉及的各种主要器件,进行讨论,从其工作原理、性能,易用性等全方位考量。通过选择更适合的搭配、优化本论文的设计。在对ATmega16单片机的软件开发中,使用C语言,完成了对ENC28J60驱动程序的设计。基于ATmega16与ENC28J60的网络终端,在实际生产生活中,用途广泛,造价低廉,理论传输速率达10Mbit/s,可适用于如：远程控制,数据采集等数据量不是特别大的网络工作。甚至,在不额外增加存储器的情况下,可以存储由html编写的简单网页,用以实现WebServer功能,以方便IE浏览器可以远程访问该控制器。特别适合网络家电等实用新产品的开发。同时,由于ATmega16是ATmega系列中较低端产品,而同系列的AVR单片机中,管脚更多,内部存储空间更大的高端型号,也可以很容易的套用本论文的软硬件设计,从而使本设计升级为更高性能的网络终端。
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TP393.11;TP368.1

【参考文献】