[实用新型]嵌入式以太网远程控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种嵌入式以太网远程控制器，尤其是一种基于嵌入式系统及硬协议栈实现的TCP/IP网络通信，通过SPI总线接口方式实现服务器模式监听状态下的嵌入式以太网远程控制器。 

背景技术

嵌入式以太网依托TCP/IP技术、WEB技术和嵌入式技术的发展，主要解决通过WEB技术和嵌入式技术将设备连接到网络上，以实现远程控制、诊断、测试、管理及维护等功能，可广泛应用于电力电子、安全检测、医疗卫生、工业生产管理等领域。 

目前常使用基于嵌入式操作系统和基于软协议栈两种方法实现嵌入式以太网的远程控制。其中基于嵌入式操作系统主要应用于高端单片机，如智能手机、PPC等，其内部必须包含有像Linux、Wince、Windows Mobile等这样的嵌入式操作系统，造价高。基于软协议栈的方法适用于低端单片机，但需要在主控制器内编写以太网通信协议，程序繁琐，耗费时间，不利于系统的快速开发和稳定运行。 

发明内容

为了克服基于嵌入式操作系统和基于软协议栈两种方法的造价高、程序繁琐，耗费时间，不利于系统的快速开发和稳定运行的缺点。本实用新型提供一种嵌入式以太网远程控制器。该控制器采用51单片机与TCP/IP协议硬解码网络接口芯片W5100实现，无需网络操作系统支撑，软件编程容易，硬件设计结构简单、集成化高，性能稳定、兼容性可扩展性强，W5100芯片价格低廉的优点。 

本实用新型是通过以下技术方案实现的，它包括RS-232模块，单片机管理模块、网络芯片W5100模块、RJ-45模块。RS-232模块与80C51的TX、RX管脚相连，主要完成和其它设备的数据传输；单片机管理模块采用80C51做为控制芯片，其中P1口被用来模拟SPI串行总线接口，用于和网络芯片W5100模块进行数据交换；网络芯片W5100模块采用WIZnet公司的W5100芯片，价格低廉，是一种基于硬件TCP/IP协议栈的芯片，使用W5100不需要考虑网络操作协议的细节，且不需要网络操作系统的支持，只需要进行端口(socket)编程，就像访问外存一样的简单，W5100采用SPI串行总线接口方式，接口连线少，硬件设计电路结构简单，便于集成化。W5100芯片工作在服务器模式监听状态下，通过RJ-45传输线实现与网络的信息交换，可以忽略掉目标终端IP地址分配问题。 

本实用新型的有益效果是采用80C51单片机做为处理器，价格低廉，可扩展性、兼容性强；采用W5100芯片做为网络芯片，不需要网络操作系统的支持，价格低；W5100芯片只需进行socket编程，编程容易；W5100采用SPI串行总线接口，电路结构简单。 

附图说明

图1是本实用新型的工作原理示意图。 

图2是本实用新型电路原理图。 

图3是本实用新型的流程图。 

图4是本实用新型的实物示意图。 

具体实施方式

在图1中，采用单片机80C51为控制芯片，通过P1口模拟SPI串行总线接口连接到基于硬件TCP/IP协议栈的W5100芯片上，W5100工作在服务器模式下，网络通过RJ-45传输线发送读取信号，W5100在监听状态下接收到网络发送的读取信号后，对80C51进行访问，根据80C51提供的信号将数据通过RS232接口传送给其它设备，实现与相关设备的简单、快捷、低成本的信息交换与控制。 

在图2中，为嵌入式以太网远程控制器电路图。由80C51和W5100两块芯片构成。其中51的P1.0～P1.3与W5100的MISO、MOSI、 SCLK相连。MISO是W5100数据输出引脚；MOSI是W5100数据输如引脚； 为从模式选择，低电平有效；SCLK为SPI时钟引脚。其中将SEN引脚通过10KΩ电阻接到3.3V电源上，置W5100工作于从模式； 接到80C51的RESET端，工作时与80C51一起复位； 在这里并没有使用；XTLP和XTLN接25MH_Z的晶振上为W5100提供时钟信号；TXLED、RXLED、CLLLED……UNKLED为和网络通信是的指示灯，可根据自己的实际需要接不同颜色的发光二极管。 

在图3中，为系统软件设计流程图。本设计配置W5100工作在服务器侦听状态下，一旦检测到建立连接的请求，则转向接收数据判断，是数据接收，则进入接收进程；不是接收数据那么判断是否是发送数据，是发送数据，则进入发送进程。既不是发送也不是接收，则是发送或者接收完毕状态，进入无连接进程，关闭连接，等待一段时间判断是否超时，超时则立即关闭连接，否则，等待一段时间再关闭；或者是还有数据没有发送完，则再重复上述过程。在图4中，为W5100模块的实物示意图。左侧为RJ-45接口，其内主要芯片为W5100，其中80C51单片机由实验室的伟福Lab6000通用微控制器实验系统提供，通过中间上部的插排与W5100模块连接。