A. 51单片机接入以太网的几种方案
1、MAC+PHY方案
所谓的TCP/IP协议栈是一系列网络协议的统称,不仅包括我们熟知的TCP协议和IP协议。
还有网络层的ICMP(Internet控制报文)协议、IGMP(Internet组管理)协议、ARP(地址解析)协议,传输层的UDP(用户数据包)协议,应用层的HTTP(超文本传输)协议、DNS(域名解析)协议、FTP(文件传送)协议、SMTP(简单邮件管理)协议等等。
传统的以太网接入方案由MCU+MAC+PHY再加入网络接口实现以太网的物理连接,通过在主控芯片中植入TCP/IP协议代码实现通信及上层应用。
应用这种软件TCP/IP协议栈方式实现的比较成熟方案有ENC28J60,CS8900A,DM9000,当然也有像STM32F107这类(内部自带MAC)+PHY等方案。
2、硬件协议栈芯片方案
由MCU+硬件协议栈芯片(内含MAC和PHY)直接加网络接口,便可方便的实现单片机联网,所有的处理TCP/IP协议的工作都是通过这位MCU的“小秘书”——硬件协议栈芯片来完成。
以太网芯片的内核由传输层的TCP、UDP、ICMP、IGMP等协议、网络层的IP、ARP、PPPoE等协议以及链路层的MAC构成,再加上物理层的PHY和外围的寄存器、内存、SPI接口组成了这一整套硬件化的以太网解决方案。
这套硬件TCP/IP协议栈代替了以往的MCU来处理这些中断请求,即MCU只需要处理面向用户的应用层数据即可,传输层、网络层、链路层及物理层全部由外围WIZnet的芯片完成。
这套方案从硬件开销和软件开发两个方面来简化前面所述的五层网络模型,简化产品开发方案。这样一来,工程师们就不必再面对繁琐的通信协议代码,只需要了解简单的寄存器功能以及Socket编程便能完成产品开发工作的的网络功能开发部分。
(1)单片机如何创建网络ip扩展阅读
以太网协议:
一个标准的以太网物理传输帧由七部分组成。
PR SD DA SA TYPE DATA FCS
同步位 分隔位 目的地址 源地址 类型字段 数据段 帧校验序列 7 1 6 6 2 46~1500 4
除了数据段的长度不定外,其他部分的长度固定不变。数据段为46~1500字节。以太网规定整个传输包的最大长度不能超过1514字节(14字节为DA、SA、TYPE),最小不能小于60字节。
除去DA、SA、TYPE14字节,还必须传输46字节的数据,当数据段的数据不足46字节时需填充,填充字符的个数不包括在长度字段里;超过1500字节时,需拆成多个帧传送。
事实上,发送数据时,PR、SD、FCS及填充字段这几个数据段由以太网控制器自动产生;而接收数据时,PR、SD被跳过,控制器一旦检测到有效的前序字段(即PR、SD),就认为接收数据开始。
B. 单片机TCP/IP的介绍
单片机TCP/IP就是在单片机上运行的TCP/IP协议栈。由于嵌入式联网设备越来越多,需要在嵌入式设备上实现TCP/IP协议栈,但是嵌入式设备不同于PC机,它们一般采用MCU也就是单片机而不是CPU作为核心处理器。这就需要在单片机上实现TCP/IP协议栈。对于高端的32位单片机,由于其性能已经接近于低端PC机CPU(例如奔腾II系列),所以和在PC上实现TCP/IP协议栈没有多大区别;这里主要讲述低端8位(例如51单片机)、16位单片机TCP/IP协议栈。
C. 单片机TCP/IP开发板的使用
下面介绍如何使用TCP/IP开发板来进行项目开发。
3. 1 开发板套件
为了建立单片机TCP/IP开发环境,需要一套开发套件,一般包含有:①开发板。②开发板光盘。③USB线。④对连网线。⑤普通网线。⑥串口线。其中TCP/IP协议栈相关资料在②开发板光盘上,③USB线一般用于从PC机USB端口获得电。网线用于和PC机通信,⑥串口线用于和PC机串口通信。
3. 2 开发板部件
一个开发板本身是一个单片机系统,包含有CPU、RAM、电源模块、网络模块。网络模块有很多选择,这里以RTL8019AS为例来说明。对于外部接口,最主要的是:⑨网线接口和⑩串口,它们是开发板和PC连接的接口。
3. 3 建立开发环境
建立单片机TCP/IP开发环境的步骤有如下几步:
1. 连线:连线是将开发板与PC机的串口连接,给开发板上电,然后将开发板连接到和PC在同一个网段中。
2. 安装软件:需要安装开发板的编译环境。对于51单片机,一般选用KeilC51作为编译器。设置IP地址,由于必须要求PC机和开发板处于同一个网段,所以需要将PC机的IP地址设置为开发板IP地址的同一个网段的IP地址(有时候也需要设置为特定的IP地址)。
3. 测试连接:一般可以通过PING命令,例如ping 192.168.0.2 –t来测试开发板和PC机的网络是否处于连通状态。
3. 3 开发基于开发板的新程序
这里介绍如何在不修改开发板硬件的基础上,开发自己的单片机TCP/IP程序。开发新程序就是在开发板提供的TCP/IP协议栈的基础上开发应用层的协议。由于TCP层和IP层都已经提供,所以用户不用考虑其中的运行机制。TCP/IP协议栈一般为用户提供如下的接口:
1. 初始化协议栈和释放协议栈的函数接口,类似Init(), Release()之类的函数。
2. 提供类似BSD socket的socket, sendto, recvfro, connect, bind, listen, accept, send, recv, closesocket, shutdown, getpeername, getsockname, htonl, htons, ntohl, ntohs, inet_addr,inet_ntoa,ioctlsocket,setsockopt, getsockopt,select等API函数,用户调用此类函数进行发起连接、接受连接、发送数据、接收数据、关闭连接等操作。
3. 接受连接、接收数据、被动关闭的处理:由于此类操作是上位机发起的,所以TCP/IP协议栈必须提供一套机制来处理此类事件的发生。一般来说有两种方法:
a) 主动等待:例如使用BSD的recv()函数等待数据的到来。
b) 回调机制:采用类似MFC的OnReceive()函数的回调机制,也即是说在接收到数据的时候会自动调用OnReceive()函数。
那么用户如何使用以上的接口来实现远程控制、远程数据采集呢?方法很简单。
例如现在需要实现一个对LED灯的亮和灭的远程控制应用。首先PC机使用TCP/IP发送工具例如SocketDlgTest程序发送一个字节的“1”到开发板(根据开发板的IP地址发送)。开发板在OnReceive函数中发现收到的是“1”,那么就通过P1端口将灯打开;反之如果收到的是“0”则将灯熄灭。
如果是实现一个远程数据采集的应用,例如定时进行温度采集。首先PC机使用SocketDlgTest程序等待发来数据。开发板每隔一段时间采集一个数据,然后通过send()函数将数据发送给PC机(根据PC机的IP地址发送),这样PC就接收到了当前的远程温度数据。
4. 3 开发基于新硬件的程序
通过“开发基于开发板的新程序”一节的介绍后,开发基于新硬件的程序就相对容易了。这只要根据相应的硬件调整通过单片机的控制端口例如P1进行控制或者数据采集即可。
D. 51单片机实现TCP/IP
51 + 嵌入式以太网芯片.OK 了
到这里有你想要的:
http://www.bocon.com.cn/index.php?option=com_content&task=view&id=317&Itemid=670&gclid=CP70rIKr2aECFQMXewodwVLpHA
但价格有点贵.
普通51做不了 TCP/IP, 在下面找一款大 RAM(1K以上) 的搞定
http://www.mcu-memory.com/
不用写 TCP/IP协议栈,只要会配置芯片就行了.主要工作集中到应用的开发.
如果你的时间多,或者资金不多的情况下,就用回你一开始说的方法.这时你只能还得要花一大半时间在移植协议栈方面(当然网上有移植好的,但还要时间消化).协议栈就用uIP 或 LwIP
E. 单片机TCP/IP
为什么不用ARM,移植操作系统来做,会方便很多,可以实现更多功能。
51的话不是十分了解,我的理解:
1.选用有UART及Ethernet端口的开发版,应该都有附Ethernet Driver Demo code的。
2.TCP/IP的部份要自己去找原始码,一般开发版不会附这个;所以你至少要看看相关的RFC,然后找个小一点的TCP/IP source code来移植。
3.把TCP/IP stack跟Ethenet的送收接口连接起来。(配置IP会不会不易实现?)
4。在TCP/IP上再实现你要远端控制的功能。一般来说,UDP会比较简单,但是你要有重送的机制,就看你是要用TCP还是UDP了。
兄台估计硬件比较牛!
F. 单片机TCP/IP的如何使用单片机TCP/IP协议栈
用户在拿到一个单片机TCP/IP协议栈以后该如何处理呢。其中的处理分为两个部分:上层接口和下层接口。
4. 1 上层接口
用户使用单片机TCP/IP的目的实际非常明了,就是要实现数据的传送,即从PC机(或者另一个单片机)上传送过来的数据能够在本地单片机上接收,反之亦然。所以如果屏蔽底层的话,单片机TCP/IP协议栈就是一个传输数据的手段。所以最后归结到了使用send()、recv()函数即可。这就是使用单片机TCP/IP协议栈的核心所在。
但是事实上并没有这么简单,因为对于TCP需要有发起连接、接受连接、发送数据、接收数据、关闭连接等操作以配合数据的传输。TCP/IP协议栈一般为用户提供如下的接口:
1. 初始化协议栈和释放协议栈的函数接口,类似Init(), Release()之类的函数。
2. 提供类似BSD socket的socket, sendto, recvfro, connect, bind, listen, accept, send, recv, closesocket, shutdown, getpeername, getsockname, htonl, htons, ntohl, ntohs, inet_addr,inet_ntoa,ioctlsocket,setsockopt, getsockopt,select等API函数,用户调用此类函数进行发起连接、接受连接、发送数据、接收数据、关闭连接等操作。
3. 接受连接、接收数据、被动关闭的处理:由于此类操作是上位机发起的,所以TCP/IP协议栈必须提供一套机制来处理此类事件的发生。一般来说有两种方法:
a) 主动等待:例如使用BSD的recv()函数等待数据的到来。
b) 回调机制:采用类似MFC的OnReceive()函数的回调机制,也即是说在接收到数据的时候会自动调用OnReceive()函数。
那么用户如何使用以上的接口来实现远程控制、远程数据采集呢?方法很简单。
例如现在需要实现一个对LED灯的亮和灭的远程控制应用。首先PC机使用TCP/IP发送工具例如SocketDlgTest程序发送一个字节的“1”到开发板(根据开发板的IP地址发送)。开发板在OnReceive函数中发现收到的是“1”,那么就通过P1端口将灯打开;反之如果收到的是“0”则将灯熄灭。
如果是实现一个远程数据采集的应用,例如定时进行温度采集。首先PC机使用SocketDlgTest程序等待发来数据。开发板每隔一段时间采集一个数据,然后通过send()函数将数据发送给PC机(根据PC机的IP地址发送),这样PC就接收到了当前的远程温度数据。
4. 1 下层接口
下层接口是一个比较复杂的部分,实际上是TCP/IP协议栈和底层硬件的对接问题。如果用户将TCP/IP协议栈移植到自己的单片机系统上。由于硬件上存在一定的差异,就需要修改底层代码。这里需要包括:
1.网卡驱动:如果TCP/IP协议栈已经提供了网卡驱动,并且驱动和用户使用的网卡芯片一样,那么就相对容易一些。这里只需要修改网卡的基地址即可。否则需要自己动手写驱动程序。如果网卡采用RTL8019AS可以参考老古开发网的单片机与TCP/IP网络。如果网卡采用CS8900,可以参考《嵌入式 TCP/IP 协议单片机技术在网络通信中的应用》
2.TCP/IP底层接口。一般单片机TCP/IP需要底层为其提供定时中断、网卡中断处理的入口。底层需要做相应的处理。
G. 单片机如何制作网络服务器外网可访问的
如果你本地可以打开的话,剩下的就简单了。
外网访问只需要把路由器设置下,将一个端口映射到你单片机使用的Ip上,之后别人输入你们的公网Ip就可以直接打开你的网页。不过外网只能通过公网Ip访问。
H. 51单片机可以和电脑那样设ip地址吗
像你下面说的,要使用ip那么肯定得使用网口通讯才行啊,你51单片机恐怕是没有集成以太网控制器的所以必须添加专门的芯片才行。添加芯片后你设置的IP就是你那个芯片的IP而且那个芯片与51单片机通讯肯定不是使用的网口通讯因为51根本没有这方面硬件,有可能使用串口啊,并口啊等等其他通讯方式,那个芯片的作用只是将你51单片机的某种通讯方式转换成网口的通讯方式
I. 如何给单片机赋IP地址
首先需要实现网络协议。单片机内存小,运行慢,能否支持局域网络都是问题