基于Web的嵌入式DSP测控系统设计
发布时间:2008/5/27 0:00:00 访问次数:719
web技术被称为1990年至今最引人注目的应用,没有什么技术或工具像它那样被广泛应用近年来,web技术正在逐渐向工业控制和嵌入式电子系统领域渗透,越来越多的嵌入式控制设备都具有了以太网接入功能,为客户提供了一种方便、快速、通用性强、成本相对低廉的现场通信方式。
dsp微处理器自问世以来,因其丰富的硬件资源、改进的哈佛结构、高速数据处理能力和强大的指令系统,已被应用到人们日常学习、生产、生活、工作的各个方面。
本文介绍了一个带有嵌入式web服务器的小型tcpip协议栈,以tms320f206为web-server,通过web浏览器远程监测传感器采集的温度、压力值和电位器的输入值,以及远程控制步进电机。
1、系统的硬件设计
系统硬件设计主要包括rtl8019as电路部分和数据采集电路部分。系统框图如图1所示。
图1 系统框图
1.1 rtl8019as硬件电路
rtl8019as是台湾realtek公司生产的以太网控制器,其主要特性为:支持ieee802.3;支持8位或16位数据总线;内置16kb 的sram,用于收发缓冲;全双工,收发同时达到10mbps;支持10base5,10base2,10baset,能自动检测所连接的介质。rtl8019as与主机有3种接口模式,即跳线模式,pnp模式和rt模式。
系统使用跳线接口模式,rtl8019as的smemr和smemw引脚接高电平,屏蔽了远程自举加载功能。由于dsp系统无dma控制器,因此将rtl8019as的aen引脚接地。数据总线rtl8019as的iocs16引脚接高电平,选择16位数据总线方式。tms320f206的io口读速度很快,因此将rtl8019as 的iochrdy 信号与tms320f206的外设准备好信号ready相连。
tms320f206的io口控制信号is,strb,info等信号经过gal16v8b译码后与rtl8019as的读/写控制ior,iow及info等连接。步进电机通过tms320f206的io口进行控制。20f001n是双绞线驱动/接收器,内部有2个传输变压器,实现rtl8019as与rj45的连接。
1.2 数据采集电路部分
系统数据输入包括温度传感器采集的温度值、应变片采集的压力值和电位器的输入值,前者由单总线数字温度传感器芯片ds18b20实现,后二者经过12并行模/数转换芯片ad1674转换后实现。
ds18b20是美国dallas公司生产的增强型单总线数字温度传感器。其主要性能特点包括:采用单总线专用技术,既可通过串行口线,也可通过其他i/0口线与微机接口,无须经过其他变换电路,直接输出被测温度值(9位二进制数,含符号位);测温范围为-55℃~+125℃,测量分辨率为0.0625℃;内含64位经过激光修正的只读存储器rom;用户可分别设定各路温度的上、下限;内含寄生电源。
ad1674是美国ad公司推出的一种完整的12并行模/数转换单片集成电路2该芯片内部自带采样保持器(sha),10v基准电压源,时钟源以及可以和微处理总线相接的暂存/三态输出缓冲器。
实际应用时,将程序中的ip地址设置为与所在局域网同一范围,例如局域网的ip地址为196.618.2.x,则可将程序中的ip地址设置为196.168.2.10,并保证此ip地址不与其他网络设备冲突。用网线将系统板接入局域网。在局域网内任意一台计算机打开ie,在地址栏内访问http192.168.2.10,均可看到如图2所示的网页内容。
图2 浏览器页面效果
2、系统的软件设计
软件设计主要包括rtl8019as驱动程序设计,建立与管理tcp连接,以及利用http协议实现webserver。
2.1 rtl8019as驱动程序设计
rtl8019as驱动程序主要包括初始化部分、数据包接收部分和数据包发送部分。
初始化部分要进行系统复位、初始化配置寄存器、初始化接收和发送缓冲区、设置以太网接口的物理地址以及初始化中断等。
对接收到的数据,rtl8019通过mac和crc校验后,由fifo保存到接收缓冲区,接收满一帧后,以中断或寄存器标志方式通知主处理器。fifo逻辑对收/发数据做16字节的缓冲,以降低对本地dma请求的频率。
向以太网上发送数据时,rtl8019会首先将一帧数据通过远程dma通道送到发送缓冲区,然后发出传送命令。rtl8019发送完上帧数据后,再开始发送当前数据。
web技术被称为1990年至今最引人注目的应用,没有什么技术或工具像它那样被广泛应用近年来,web技术正在逐渐向工业控制和嵌入式电子系统领域渗透,越来越多的嵌入式控制设备都具有了以太网接入功能,为客户提供了一种方便、快速、通用性强、成本相对低廉的现场通信方式。
dsp微处理器自问世以来,因其丰富的硬件资源、改进的哈佛结构、高速数据处理能力和强大的指令系统,已被应用到人们日常学习、生产、生活、工作的各个方面。
本文介绍了一个带有嵌入式web服务器的小型tcpip协议栈,以tms320f206为web-server,通过web浏览器远程监测传感器采集的温度、压力值和电位器的输入值,以及远程控制步进电机。
1、系统的硬件设计
系统硬件设计主要包括rtl8019as电路部分和数据采集电路部分。系统框图如图1所示。
图1 系统框图
1.1 rtl8019as硬件电路
rtl8019as是台湾realtek公司生产的以太网控制器,其主要特性为:支持ieee802.3;支持8位或16位数据总线;内置16kb 的sram,用于收发缓冲;全双工,收发同时达到10mbps;支持10base5,10base2,10baset,能自动检测所连接的介质。rtl8019as与主机有3种接口模式,即跳线模式,pnp模式和rt模式。
系统使用跳线接口模式,rtl8019as的smemr和smemw引脚接高电平,屏蔽了远程自举加载功能。由于dsp系统无dma控制器,因此将rtl8019as的aen引脚接地。数据总线rtl8019as的iocs16引脚接高电平,选择16位数据总线方式。tms320f206的io口读速度很快,因此将rtl8019as 的iochrdy 信号与tms320f206的外设准备好信号ready相连。
tms320f206的io口控制信号is,strb,info等信号经过gal16v8b译码后与rtl8019as的读/写控制ior,iow及info等连接。步进电机通过tms320f206的io口进行控制。20f001n是双绞线驱动/接收器,内部有2个传输变压器,实现rtl8019as与rj45的连接。
1.2 数据采集电路部分
系统数据输入包括温度传感器采集的温度值、应变片采集的压力值和电位器的输入值,前者由单总线数字温度传感器芯片ds18b20实现,后二者经过12并行模/数转换芯片ad1674转换后实现。
ds18b20是美国dallas公司生产的增强型单总线数字温度传感器。其主要性能特点包括:采用单总线专用技术,既可通过串行口线,也可通过其他i/0口线与微机接口,无须经过其他变换电路,直接输出被测温度值(9位二进制数,含符号位);测温范围为-55℃~+125℃,测量分辨率为0.0625℃;内含64位经过激光修正的只读存储器rom;用户可分别设定各路温度的上、下限;内含寄生电源。
ad1674是美国ad公司推出的一种完整的12并行模/数转换单片集成电路2该芯片内部自带采样保持器(sha),10v基准电压源,时钟源以及可以和微处理总线相接的暂存/三态输出缓冲器。
实际应用时,将程序中的ip地址设置为与所在局域网同一范围,例如局域网的ip地址为196.618.2.x,则可将程序中的ip地址设置为196.168.2.10,并保证此ip地址不与其他网络设备冲突。用网线将系统板接入局域网。在局域网内任意一台计算机打开ie,在地址栏内访问http192.168.2.10,均可看到如图2所示的网页内容。
图2 浏览器页面效果
2、系统的软件设计
软件设计主要包括rtl8019as驱动程序设计,建立与管理tcp连接,以及利用http协议实现webserver。
2.1 rtl8019as驱动程序设计
rtl8019as驱动程序主要包括初始化部分、数据包接收部分和数据包发送部分。
初始化部分要进行系统复位、初始化配置寄存器、初始化接收和发送缓冲区、设置以太网接口的物理地址以及初始化中断等。
对接收到的数据,rtl8019通过mac和crc校验后,由fifo保存到接收缓冲区,接收满一帧后,以中断或寄存器标志方式通知主处理器。fifo逻辑对收/发数据做16字节的缓冲,以降低对本地dma请求的频率。
向以太网上发送数据时,rtl8019会首先将一帧数据通过远程dma通道送到发送缓冲区,然后发出传送命令。rtl8019发送完上帧数据后,再开始发送当前数据。