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4 硬件框圖
系統(tǒng)采用8031為CPU主芯片,使用32K字節(jié)的外部存儲器62256來存放以太網(wǎng)包（最大可以有1500字節(jié)）和串行數(shù)據(jù),8K字節(jié)的2764存放程序,用75176與485總線通訊。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和地址總線分別與網(wǎng)卡的數(shù)據(jù)和地址總線相連。硬件框圖如圖1所示。
5 軟件設(shè)計
對網(wǎng)卡編程就是對網(wǎng)絡(luò)接口控制器（NIC）RTL8019AS中各種寄存器進(jìn)行編程控制,從而完成數(shù)據(jù)分組的正確發(fā)送和接收。所有程序采用Franclin C51語言編制,具有可讀性強、移植性好、開發(fā)周期短的特點。在代碼的使用效率上,也完全可和匯編語言相比。
5.1 主程序
主程序可分為網(wǎng)絡(luò)通訊和串行通訊兩部分。網(wǎng)絡(luò)通訊過程又可分為網(wǎng)卡初始化、發(fā)送控制和接收控制三部分。主程序框圖如圖2所示。
5.2 網(wǎng)卡初始化過程
對網(wǎng)卡的初始化就是對相關(guān)寄存器進(jìn)行初始化。這些寄存器包括CR、DCR、RBCR、PSTART、PSTOP、ISR、IMR、PAR0～PAR5、MAR0～MAR5、CURR、TCR和RCR等。初始化過程如下：
（1）CR=0x21：選擇頁0寄存器,將NIC處于離線狀態(tài);
（2）DCR=0x88:8位內(nèi)存訪問,正常工作方式;
（3）RBCR0=0,RBCR1=0：遠(yuǎn)程DMA操作時傳遞字節(jié)數(shù)清零;
（4）RCR=0xc0：接收到的幀存入緩沖環(huán);
（5）TCR=0xe2：環(huán)路測試狀態(tài);
（6）PSTART=0x4c,PSTOP=0x80：構(gòu)造緩沖環(huán);
（7）ISR=0xff：中斷寄存器清零;
（8）IMR=0x00：屏蔽所有的中斷;
（9）CR=0x61：選擇頁1;
（10）設(shè)置網(wǎng)卡地址PAR0～PAR5;
（11）設(shè)置多址寄存器MAR0～MAR5;
（12）CURR=0x4d：初始化當(dāng)前頁寄存器;
（13）CR=0x22：選擇頁1,正常工作狀態(tài);
（14）TCR=0XE0：發(fā)送器正常工作狀態(tài)。
5.3 發(fā)送控制過程
在網(wǎng)絡(luò)中,幀傳輸?shù)倪^程就是發(fā)送方將待發(fā)送的數(shù)據(jù)按幀格式要求封裝成幀,然后通過網(wǎng)卡發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)的傳輸線上。發(fā)送程序框圖如圖3所示。
5.4 接收控制過程
幀的接收過程分為兩步：第一步由本地DMA將幀存入接收緩沖環(huán)中;第二步由遠(yuǎn)程DMA將接收緩沖環(huán)中的幀讀入內(nèi)存。即將網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)幀接收并緩存在網(wǎng)卡的接收緩沖環(huán)中,然后由主機程序?qū)⒕彺嬖诰彌_環(huán)中的幀讀走并存入內(nèi)存中。
幀的接收工作由網(wǎng)卡自動完成,只需對相關(guān)的寄存器和PSTART、PSTOP、CURR和BNRY進(jìn)行適當(dāng)?shù)某跏蓟纯伞?/p>
幀讀入較幀接收要復(fù)雜一些。首先必須初始化相應(yīng)的寄存器RSAR、RBCR,然后再啟動遠(yuǎn)程DMA讀操作和主機程序的讀端口操作。
以下是接收數(shù)據(jù)幀的子程序。為了獲得數(shù)據(jù)長度,先讀入18個字節(jié)的數(shù)據(jù),然后根據(jù)有交數(shù)據(jù)的長度將幀完整讀入。為了啟動遠(yuǎn)程DMA讀操作,應(yīng)該令CR=0AH,遠(yuǎn)程DMA將從接收緩沖環(huán)的DMA地址處讀入1字節(jié)并送往I/O數(shù)據(jù)端口,由主機程序讀入內(nèi)存。這一過程將一直持續(xù)到RBCR寄存器為0。
Void Receive_Data()
{
unsigned char data value,temp;
unsigned int data datalength,i;
RSARI=Next_PKT;
RSAR0=0;
RSAR0=18;
RBCR1=0;
CR=0x0a;
for(i=0;i<18;i++){
value=Data_Port;
recv_buf[i]=value;
}
datalength=(recv_buf)[16]<<8)+recv_buf[17]+18;
value=datalength&0x00ff;
RBCR0=value;
value=(datalength&0xff00)>>8;
RBCR1=value;
RSAR1=Next_PKT;
RSAR0=0;
CR=0x0a;
For(I=0;I<datalength;i++){
Value=Data_Port;
Recv_buf[i]=value;
}
}
5.5 串口通訊子程序
為實現(xiàn)數(shù)據(jù)文件的串口傳輸編制了一個串口通訊協(xié)議。該協(xié)議由引導(dǎo)幀、長度幀、數(shù)據(jù)幀和確認(rèn)幀等組成。其中引導(dǎo)幀用于同步每一包數(shù)據(jù)的引導(dǎo)頭,長度幀是這一包數(shù)據(jù)的總長度,數(shù)據(jù)幀是其中的數(shù)據(jù)信息,確認(rèn)幀是接收方對發(fā)送方的回應(yīng)。每幀數(shù)據(jù)由16個字節(jié)組成,每幀的第14個字節(jié)為標(biāo)志位,第15字節(jié)為校驗位。標(biāo)志位中有2位幀標(biāo)志位,3位序號位。校驗采用和校驗,只計算0～13字節(jié),溢出值舍去。在發(fā)送方有數(shù)據(jù)發(fā)送時,先檢測線路是否空閑,如線路空閑則向收方發(fā)送“請求發(fā)送數(shù)據(jù)”命令幀。接收機收到后,如準(zhǔn)備就緒,則回送“可以發(fā)送”的確認(rèn)命令。發(fā)送方得到確認(rèn)后開始發(fā)送數(shù)據(jù)。接收方對收到的每一幀數(shù)據(jù)進(jìn)行和校驗,校驗正確發(fā)送“和校驗正確”命令,發(fā)送方發(fā)送下一幀;否則發(fā)送“重發(fā)”命令,發(fā)送方重發(fā)此幀。協(xié)議中還具有等待超時處理、幀不同步處理和線路沖突檢測功能。
利用8位單片機8031驅(qū)動ISA總線網(wǎng)卡,實現(xiàn)串口設(shè)備通過以太網(wǎng)進(jìn)行通訊,可以方便、可靠、低廉地將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)端設(shè)備。而且,通過串口設(shè)備與以太網(wǎng)的相連,可以很好地解決多種工業(yè)總線的系統(tǒng)集成問題,同時也大大豐富了工業(yè)總線的體系,促使其向更高層次發(fā)展�？梢灶A(yù)計,小型串口設(shè)備與以太網(wǎng)相連將帶來一場新的技術(shù)浪潮。
