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（2）系統(tǒng)的硬件設計方案 LPC2132微控制器是所設計的嵌入式Web服務器的核心，一方面LPC2132微控制器內部要實現TCP/IP協議棧，并驅動網絡接口控制器ENC28J60，經耦合隔離變壓器H1102和以太網以實現Internet接入；另一方面，LPC2132微控制器又是相應控制系統(tǒng)的控制單元。 由于以太網的廣泛使用，本文選擇了最為常用的Internet接入方式，即通過以太網接入Internet.由美國Microchip公司生產的以太網控制芯片ENC28J60是本設計所選擇的網絡接口控制器，它集成了介質訪問控制子層和物理層的功能，主要完成網絡接口層中數據幀的發(fā)送和接收。 H1102是一款耦合隔離變壓器，用來對網絡上的脈沖進行轉換和濾波。H1102聯接RJ45接頭，可以直接接入以太網。 串行電平轉換模塊選用了Maxim公司出品的MAXSP3232E芯片。該芯片內部含有倍增電路和轉換電路，只需+5V電源供電即可實現TTL電平到RS232C電平的轉換。RS232串口一方面是作為開發(fā)調試用的，一方面可以作為相應的通信應用。 I/O口擴展包括系統(tǒng)的LED顯示電路、JTAG調試電路以及其他測試電路等。 （3）系統(tǒng)的軟件設計方案 Web服務器是在嵌入式TCP/IP協議棧的基礎上實現的一種應用程序。從系統(tǒng)軟件工作過程來看，可將系統(tǒng)分三部分：第一部分，以太網控制器驅動程序的實現；第二部分：嵌入式TCP/IP協議的實現，這部分內容在第一部分的基礎上，結合系統(tǒng)具體環(huán)境，對標準TCP/IP協議進行簡化并在ARM7單片機上進行移植；第三部分：應用層部分，通過嵌入式TCP/IP協議對用戶數據進行收發(fā)處理。這里是在應用層實現HTTP協議來完成Web服務器功能的。 所以系統(tǒng)軟件設計部分主要包括了以太網控制器的驅動程序、嵌入式TCP/IP協議棧以及動態(tài)web網頁的實現等幾個模塊： 1）以太網控制器驅動程序是指LPC2132微控制器對ENC28J60芯片的驅動、控制過程。 2）在LPC2132微控制器內部嵌入TCP/IP協議棧是系統(tǒng)實現的關鍵，它主要包括了ARP，ICMP，IP，TCP和HTTP協議的設計與實現。 3）動態(tài)網頁的實現。使用CGI技術，可以實現動態(tài)信息的交換，從而達到遠程監(jiān)視、控制的目的。 軟件設計中的另一任務是確定開發(fā)語言。對于嵌入式系統(tǒng)來說，掌握匯編語言的編程是至關重要的，即使使用高級語言來進行編程，通過閱讀編譯出來的匯編代碼，也可以發(fā)現高級語言編程時需要優(yōu)化的地方，從而提高高級語言所編寫代碼的執(zhí)行效率。 同時嵌入式系統(tǒng)的資源緊張，要合理利用資源，提高運行效率，關鍵部分、時間要求嚴格的部分還是需要使用匯編語言來完成。但匯編語言在代碼編寫和維護上效率較低，通用性不強，在復雜的項目上還是選用高級語言比較合理。在本設計中，采用匯編語言編寫ARM7內核的啟動代碼（boot loader），其它的程序采用C語言作為設計語言。它有很明顯的優(yōu)勢：C語言是一種編譯型程序設計語言，它兼顧了多種高級語言的特點，有豐富的庫函數、運算速度快，而且可以直接實現對系統(tǒng)硬件的控制，較匯編語言有更好的可讀性。 3.嵌入式Web服務器設計的實現 （1）主程序流程 在主程序流程中，主要設計實現包括兩大部分：第一是對接收到的以太網數據幀進行解包：第二則是對要發(fā)送的數據進行封裝并發(fā)送。 系統(tǒng)初始化模塊主要包括了LPC2I32微控制器的初始化、網絡接口芯片ENC28J60的初始化、TCP/IP協議棧中各標志的初始化等： ARP處理模塊主要完成接收ARP請求并發(fā)送ARP響應；ICMP處理模塊主要完成接收ICMP回顯請求并發(fā)送ICMP回顯響應；TCP數據處理模塊主要完成對TCP數據報及HTTP數據的處理。 當程序運行時，首先對系統(tǒng)初始化，這時系統(tǒng)處于等待狀態(tài)，直到有數據幀到達。ENC28J60接收完數據幀以后，首先去除幀頭，然后判斷該數據幀的報文是否為ARP包，若是，則進行ARP數據包處理，若不是，則檢查數據報頭，看IP數據包的報文是否為ICMP數據包，若是ICMP數據包，則轉到ICMP數據處理子程序。若不是ICMP數據包，就繼續(xù)進行判斷，看是否為TCP數據包，若為TCP數據包則轉入TCP數據處理子程序，若此時即不是ICMP數據包也不是TCP數據包，則將該包丟棄。 子程序的設計是為了完成TCP/IP協議體系的每一層的功能的，TCP/IP協議的每一層都是相互聯系的，但也是相對獨立的，具體由下面7個部分實現：以太網驅動程序、以太網層程序、ARP協議處理程序、IP協議處理程序、ICMP協議處理程序、TCP協議處理程序、HTTP協議處理程序。 |
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