溴化锂制冷机组控制器中通信模块的设计与实现

论文摘要

以太网是目前最流行的局域网体系结构,它具有开放性较强、成本较低、软硬件支持广泛等明显优势。Ethernet最典型的应用形式是Ethernet+TCP/IP,使得Ethernet能够非常容易地集成到以Internet技术为代表的信息网络中。因此,我们开发了“基于嵌入式Internet技术的溴化锂制冷机组控制器”。 本文利用C8051F020、RTL8019AS、Ethernet和TCP/IP传输协议实现网络测控仪器,着重阐述了软硬件的整体设计框架、功能、以太网接口芯片的工作方式、嵌入式TCP/IP协议栈的内容、程序模块以及其中关键的数据结构等,完整地实现了基于UDP传输协议的可靠性网络通信。 这个系统有着非常好的前景,性价比高,开放性、通用性和可扩充性好,为控制溴化锂制冷机组提供了方便和科学的依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 溴化锂吸收式冷水机的发展
• 1.2 机组控制技术的发展
• 1.3 嵌入式Internet技术的发展
• 2 控制机组的功能介绍
• 2.1 功能要求
• 2.2 数据采集点
• 2.3 可行性分析
• 2.4 功能分析
• 3 嵌入式Internet相关技术概述
• 3.1 为什么采用Ethernet作为底层物理网络
• 3.2 以太网硬件地址
• 3.3 以太网帧格式
• 3.4 TCP／IP协议介绍
• 3.4.1 TCP／IP网络模型
• 3.4.2 数据的封装与分用
• 3.5 ARP协议
• 3.5.1 ARP的工作原理
• 3.5.2 ARP的封装和协议格式
• 3.6 IP协议
• 3.7 网际控制报文协议ICMP
• 3.8 用户数据报协议UDP
• 4 嵌入式Internet系统
• 4.1 系统设计要求及系统结构
• 4.1.1 系统设计要求
• 4.1.2 系统硬件结构
• 4.2 微控制器（MCU）介绍
• 4.2.1 MCU介绍
• 4.2.2 微控制器初始化
• 4.2.3 外存储器接口和A／D转换
• 4.3 网络接口模块介绍
• 4.3.1 硬件电路设计
• 4.3.2 RTL8019AS介绍
• 4.3.3 RTL8019AS数据帧的组成
• 4.3.4 RTL8019AS内存
• 4.3.5 DMA操作
• 4.3.6 以太网物理地址的获取和设置
• 4.3.7 初始化
• 4.3.8 发送和接收数据
• 4.4 数据结构介绍
• 4.4.1 以太网数据结构的定义
• 4.4.2 IP协议（网际协议）数据结构的定义
• 4.4.3 UDP（用户数据报协议）数据结构的定义
• 4.4.4 ARP（地址解析协议）数据结构的定义
• 4.4.5 ICMP协议（Internet控制报文协议）数据结构的定义
• 4.4.6 所有协议的共用体的定义
• 4.5 ARP协议的软件结构
• 4.6 IP协议的实现
• 4.6.1 IP协议的校验
• 4.6.2 IP层数据的收发
• 4.7 网际控制报文协议ICMP的实现
• 4.8 UDP的实现
• 4.8.1 UDP数据的校验
• 4.8.2 UDP数据的发送
• 5 系统控制模块的设计
• 5.1 系统软件总流程图
• 5.2 timer0定时中断
• 5.3 应用层数据可靠性传输
• 5.4 上位机与下位机的通信命令字格式
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献