基于TCP/IP嵌入式测控终端设计与实现

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导读：随着网络通信技术的发展,对各种设备进行远程控制的嵌入式系统已经逐步应用于诸多领域。以TCP/IP为基础,设计并实现了远程嵌入式测控终端。以SOC单片机C8051F020为主控芯片,介绍了 ̈C/OS—II操作系统的移植,给出了适合C8051F020的简化嵌入式TCP/IP协议,实现了信息网络到控制系统的无缝连接.
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& Z; r6 s7 D2 L3 A1 [; Z1 @9 v目前,基于网络的远程嵌入式测控系统已经成为研究热 点。利用Intemet网络实现工业设备的控制,可更好的适应地 域跨度大,环境恶劣情况下的设备控制,是工业控制现代化的 一个重要发展方向“一。C8051F020是一款SOC单片机,laC/OS- II是一个免费的源码公开的嵌入式实时多任务内核,它的全 部功能的核心部分代码只占用8.3 KB,用户还可以针对自己的实际系统对”C/OS.II进行裁减(最少可达2.7 KB)1。51。以C8051F020为主控芯片,以pC/OS.II为操作系统,设计了基于 TCP/IP远程嵌入式测控终端。

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系统结构
系统的硬件设计如图l所示。测控系统由4部分构成: mcu、网络接口、电源部分和外部接口部分。SOC主控芯片 C8051F020具有25 MIPS高速流水线,内部除了具有标准8051机的数字外设部件外,片内还集成了数据采集与控制系统中 常用的模拟部件和其它数字外设及功能部件,包括模拟多路 选择器、可编程增益放大器、ADC、DAC、电压比较器、电压基 准、温度传感器、可编程计数器/定时器阵列、定时器、lO端口、 电源监视器、看门狗定时器和时钟振荡器等,通过配置内部交 叉开关可灵活的实现各引脚的配置,以实现对外部设备输入量进行转换和监控，并通过系统控制模块完成被控设备状态的调整。C8051F020具有标准8051机的程序和数据地址配置,包括256字节的RAM和外部數据存储器地址空间的4KB的RAM.此外C8051F020的程序存储器包含64 KB的FLASH".C8051F020内部具有2个全双工UART、完全用硬件实现，都能产生中断，这些串行总线不共享定时器、中断或I0端口，所以允许用户全部同时使用。在系统中应用UARTO与以太网控制器RTL8019AS连接，实现TCP数据报的收发，而UARTI用于实现RS485,用于与其它串行控制终端设备之间的通讯。电源邮分使用R1I17M3和LM2576来为单片机系统和控制模块提供3v和5v的电源。
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̈C/OS—II操作系统移植到单片机