基于8位MCU的嵌入式Web服务器研究

基于8位MCU的嵌入式Web服务器研究

论文摘要

随着Internet技术的迅速发展,Internet的应用已经深入到生活的方方面面。许多嵌入式设备都在开始尝试着接入Internet。据网络专家预测,下一代网络设备中嵌入式设备将大大增加,将来在互联网上传输的信息中70%左右是来自小型嵌入式系统。普通8位微处理器是工业控制领域低端应用的主要机型。因系统资源有限、运算速度慢等因素,使其接入Internet必然会面临诸多困难。如将其排斥在Internet之外,这势必会影响基于嵌入式Internet的控制网络的发展。本文的目的是直接在普通8位微处理器上实现嵌入式Web服务器,通过它可以将被控设备接入Internet,用户可以通过标准浏览器对被控设备实现远程控制和监测。归纳起来,本文主要进行了以下研究工作:(1)探讨了三种典型控制网络及嵌入式Internet技术的特点,确定了本系统采用的方案。(2)8位微处理器与以太网控制器接口电路的设计和驱动程序的编写。(3)在保证系统可靠性的基础上,根据普通8位微处理器的特点,完成了一个功能完善且精简的TCP/IP协议栈体系结构的设计和实现。(4)根据控制网络的具体要求,实现了浏览器与服务器之间的动态交互功能。在上述工作顺利进展的基础上,进一步完善了系统的软硬件设计,最终做出了样机。系统实现了简单的控制应用,系统的成功运行证明了在普通8位微处理器上直接实现嵌入式Web服务器的可行性,同时也表明低端应用的嵌入式系统接入控制网络的嵌入式Internet技术具有广阔的应用前景和推广价值。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 目录
  • 第一章 绪论
  • 1.1 本课题研究的意义
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.2.1 嵌入式Internet技术的研究现状
  • 1.2.2 嵌入式Internet控制网络研究现状
  • 第二章 总体设计方案及网络通信原理
  • 2.1 总体设计方案
  • 2.1.1 系统的硬件设计方案
  • 2.1.2 系统的软件设计方案
  • 2.2 网络通信的基本原理
  • 2.2.1 TCP/IP协议简介
  • 2.2.2 TCP/IP协议的分层结构
  • 2.2.3 TCP/IP协议层封装
  • 2.2.4 协议实现流程
  • 2.2.5 以太网简述
  • 第三章 系统硬件结构设计
  • 3.1 系统硬件结构框图
  • 3.2 W78E58B单片机与外部数据存储器接口电路
  • 3.3 W78E58B单片机与以太网控制芯片接口电路
  • 3.3.1 RTL8019AS以太网控制器简介
  • 3.3.2 接口电路
  • 3.4 藕合隔离变压器的相关硬件接口电路
  • 3.5 RS232接口电路
  • 第四章 软件设计
  • 4.1 开发工具简介
  • 4.2 RTL8019AS的驱动程序
  • 4.2.1 RTL8019AS的硬件初始化
  • 4.2.2 接受数据过程
  • 4.2.3 发送数据过程
  • 4.3 TCP/IP协议栈的实现
  • 4.3.1 以太网协议的实现
  • 4.3.2 ARP协议的实现
  • 4.3.3 IP协议的实现
  • 4.3.4 ICMP协议的实现
  • 4.3.5 TCP协议的实现
  • 4.3.6 HTTP协议的实现
  • 第五章 系统测试
  • 5.1 网络性能测试
  • 5.2 WEB测试
  • 第六章 总结与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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