息工程级班毕业论文设计题目单片机的以太网接入设计毕业论文设计的立题依据随着以太网控制芯片的性价比的提高，利用专用的芯片完成单片机与网关之间的协议转换成为单片机应用系统接入网络的大研究热点。因此，除了传统的便携低功耗等性能，网络接入能力正逐渐成为嵌入式系统所关注的重点。主要内容及要求本论文内容包括绪论单片机接入以太网络的最小系统协议栈硬件电路设计软件设计实现以及结论。本论文要求详细地阐述单片机以太网的接入设计开发过程。进度安排月日选题月日月日接受指导老师的指导月日月日拟定论文大纲月日月日搜集查阅整理相关资料月日月日初稿形成月日月日初稿审定月日月日第次修改月日月日第次审定月日月日第二次修改月日月日定稿月日月日论文评阅小组评审论文设计月日毕业论文设计答辩学生签字指导教师签字年月日黑龙江东方学院本科毕业论文设计单片机的以太网接入设计摘要资随着互联网的日益普及，协议族已经成为因特网上事实的通信标准。与此同时，无论是在家中办公室或者其他地方，都能方便地连接到网络上。接入因特网的便捷性大大增加，而成本却越来越低，如果能实现每设备都接入因特网，则可方便低廉地将信息传送到几乎任何地，实现全球化信息。因此，除了传统的便携低功耗等性能，网络接入能力正逐渐成为嵌入式系统所关注的重点。本设计介绍了种基于单片机的以太网接入设计，单片机接入以太网的最小系统构成，以及以太网控制器的工作原理。主要提出了将精简协议栈嵌入单片机系统中，通过实现了数据在以太网数据传输的方案。设计中给出系统硬件原理图和有关实现协议的转换和程序代码，对系统的软硬件设计做出了阐述，并给出了设计实验结果。结果表明这种通过软件嵌入协议的单片机系统，具有成本低硬件少传输速度快使用方便等优点，特别适用于现有的网络传输系统，在数据采集数据传输等领域有广泛的应用前景。关键词单片机协议以太网控制器以太网数据黑龙江东方学院本科毕业论文设计摘要第章绪论研究目的和意义国内外研究状况第章单片机接入以太网的最小系统单片机的基本结构以太网控制器的选择及工作原理以太网控制器的选择控制器的介绍的工作原理协议栈协议的分层结构协议数据的处理相关协议报文的格式本章小结第章硬件电路设计单片机系统扩展电路和单片机的接口电路本章小结第章软件设计串行口控制程序的设计控制程序的设计精简协议栈的现实意义及其工作流程以太网串行口数据转换模块工作实例本章小结结论参考文献附录致谢单片机的以太网接入设计第章绪论研究目的和意义随着技术的普及，信息共享的程度越来越高，人类进入了所谓的后时代，后时代的标志是嵌入式技术。嵌入式系统将是继和之后的又起世界高新技术发展大潮。嵌入式技术的飞速发展，将为人们对各种客户终端设备的灵活高效和高性价比的需要，提供良好的解决方案。单片机之所以又称嵌入式微控制器，原因在于它可以嵌入到任何微型或小型仪器或设备中，而且在体积价位可靠性等方面具有微型计算机无法比拟与抗衡的优点。单片机嵌入式系统已经广泛用于社会各个方面•军用各种军用电子装备，雷达电子对抗军事通信装备，野战指挥作战用各种专用设备等。•家用各种信息家电产品，广泛采用微处理器微控制器及嵌入式软件，如数字电视机机顶盒，数码相机，可视电话等。•工业用各种智能测量仪表数控装置可编程控制器控制机分布式控制系统现场总线仪表及控制系统工业机器人机电体化机械设备汽车电子设备等。•商用广泛采用微处理器控制器芯片级标准总线的模板级及系统嵌入式计算机。各类收款机系统电子秤条形码阅读机商用终端银行点钞机卡输入设备取款机等。•医用电子设备各种医疗电子仪器，如光机超声诊断仪计算机断层成像系统心脏起博器监护仪诊断系统等。•办公用复印机打印机传真机扫描仪激光照排系统安全监控设备手机寻呼机个人数字助理通信终端程控交换机网络设备数字音频广播系统等。单片机应用系统和网络连接已是种趋势单片机或微控制器已经在家黑龙江东方学院本科毕业论文设计庭和工业等各个领域得到了非常广泛的应用，然而就目前来看，大多数嵌入式系统还处于单独应用的阶段，以为核心，与些监测伺服指示设备配合实现定的功能。现已成为社会重要的基础信息设施之，是信息流通的重要渠道，如果单片机应用系统能够连接到上，则可以方便低廉地将信息传送到几乎世界上的任何个地方。并可以实现远程控制，特别在远程教育远程测控等领域有广阔的市场。对于我国国内情况来说目前，机的架构为所控制垄断，即由的微软的主宰了产业。在该领域，我们没有主动权，没有创新空间，无能为力，充其量只是组装机和搞计算机系统集成等，自己的软件产品和出口软件很少，中国软件企业规模太小。专家估计，年内难以突破。单片机嵌入式系统需求千变万化，没有统的架构，软硬件需要各种各样的组合，技术密集，市场容量大，我们有无限的创新空间。主要是计算环境从为中心转变为以网络为中心，涌现了各种新的信息设备，不必与兼容应用软件逐步从移到网上，不必与兼容可裁减，良好的性能价格比。因此，深入研究位或位单片机嵌入式系统接入的问题，是个巨大的商机与挑战。嵌入式技术将为我国信息化腾飞增添重要推动力，当然也会促进教育现代化的飞速发展。国内外研究状况以单片机为核心的电子设备实现网络化的关键是电子设备本身增加协议，目前的解决方案主要可以分为四大类。直接在电子设备上实现此方案的实质是由内部固化协议的芯片，组成应用系统的核心。此方案中，单片机应用系统可以直接拨号上网，硬件电路相对简单，也不需要其它中间环节的支持。但由于单片机使用了协议芯片，因此需要大容量的程序存储器，而且要求有较高的运行速度。应用系统的设计工程师还必须熟悉协议和相关的接口地址，软件设计复杂，工作量大，另外，每个电子设备必须申请个地址。用此方案实现的典型代表有公司的公黑龙江东方学院本科毕业论文设计司的芯片公司开发的及操作系统美国公司的芯片等。利用公用的协议转换器接入此需加载协议到单片机中，此方案的基本思路是远程控制端首先通过路由器寻找目标，在通过网卡的接口传入单片机。然后单片机中加载的驱动程序将之转换成为物理帧格式。最后由协议将之转化为应用层控制命令，这种方案是在单片机添加了协议，数据通过协议栈的转换，然后由单片机控制网卡交换数据。利用网关在网络中桥接代理协议栈和协议栈举个简单的例子个通过互联网控制的仪表，它和控制它的服务器之间只需要交换很少量的几个字节的数据，不需要功能完整的协议去管理只有几个字节的数据。网关完全可以担当翻译转换的业务，将代理协议提供的数据转换成需要的数据，或将发送的数据转换后提供给代理协议。局域网接入解决方案将嵌入式电子设备通过专用的现场协议如总线协议连接起在起，然后与台专门用来做网关的连接起来，通过与连接。例如，组建网络家庭，首先是家庭内部组网，自成体系，继而又与互联网相连，将家庭环境与外界沟通。家庭局域网是个组建家庭信息网络的核心，也将是座沟通计算机与家电之间联系的桥梁，家用电脑传真打印机扫描仪数字相机可视电话微波炉冰箱空调等都是连接到家庭局域网的基本元素。家庭网络带来的好处是家庭资源合理利用并搭建家庭办公所需的环境。在未来家庭，越来越多的成员会选择家庭办公，越来越多的公司将安排它们的员工家庭办公。随着以太网控制芯片的性价比的提高，利用专用的芯片完成单片机与网关之间的协议转换成为单片机应用系统接入网络的大研究热点。本设计将在单片机上嵌入协议以达到以太网接接入的目的。即将协议以软件方式嵌入到嵌入系统的中，但由于协议栈较庞大，因此要精简协议，实现与需求相关的部分，大幅度减少对系统资源的需求。本设计采用了软件方式，使用高性能系列，成本低技术成熟，软硬件开发周期短，并且黑龙江东方学院本科毕业论文设计设计方案灵活多变，可合用不同的对象，值得深入探究设计。黑龙江东方学院本科毕业论文设计第章单片机接入以太网的最小系统单片机的基本结构个单片机以太网接入系统的最小系统构成包括单片机以太网控制器和驱动程序。其系统结构如图所示。下面从单片机基本机构以太网控制器的选择及工作原理进行说明。单片机系统以太网控制器以太网变压器接口图单片机以太网接入的最小系统构成系列的由运算器和控制器两部分组成。图所示系列单片机基本组成。地址寄存器锁存器锁存器寄存器暂存器暂存器驱动器驱动器缓冲器程序地址寄存器中断串行口及定时器模块锁存器驱动器驱动器锁存器时序及控制指令译码器指令寄存器图单片机的内部结构框图运算器。用于实现算术和逻辑运算，包括图中所示的算术和逻辑单元黑龙江东方学院本科毕业论文设计累加器程序状态字寄存器及暂存器和暂存器等。控制器。是控制单片机程序运行和协调各部件正常工作的指挥中心，包括图中所示的程序计数器计数器指令寄存器指令译码器和时序及控制电路等。内部数据存储器。如图内部数据存储器有字节或字节的和地址寄存器等构成。内部程序存储器。内部有字节的单元，用于存放程序和程序中的常量数据，简称内部。目前内部的种类基本上有掩膜次性可编程类型的等几种。并行端口。单片机提供了个位端口，分别命名为和，这些端口既可以按字节次输入或输出位数据，同时它们的每位都可以运行输入或输出操作。在系统需要扩展外部或时，口可复用为地址总线低位和数据总线，口作为地址总线高位。口的各位还可以复用为中断输入引脚读写控制引脚计数器输入引脚以及串行口等。