基于單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)中TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2021-05-11 14:57
簡要介紹了嵌入式系統(tǒng)與以太網(wǎng)技術(shù)的定義以及嵌入式系統(tǒng)與以太網(wǎng)的結(jié)合在國內(nèi)外的發(fā)展概況,并說明了研究嵌入式以太網(wǎng)技術(shù)、開發(fā)相應(yīng)嵌入式系統(tǒng)的意義。針對目前的發(fā)展現(xiàn)狀,研究總結(jié)出實(shí)現(xiàn)嵌入式以太網(wǎng)的三種解決方案:32位微處理器運(yùn)行嵌入式操作系統(tǒng)、采用專用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理芯片、單片機(jī)嵌入TCP/IP協(xié)議棧。分析比較了三種方案的各自特點(diǎn)、實(shí)現(xiàn)的難易程度以及最終產(chǎn)品的生產(chǎn)成本等,從而選定單片機(jī)嵌入TCP/IP協(xié)議棧作為本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。在此基礎(chǔ)上提出整個(gè)設(shè)計(jì)方案的總體思想,并對硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)進(jìn)行了具體的設(shè)計(jì):1.給出了硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理框圖,著重討論了硬件系統(tǒng)的嵌入式微控制器89C52各個(gè)組成部分的具體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和網(wǎng)卡控制芯片RTL8019AS的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及寄存器。2.作為設(shè)計(jì)的難點(diǎn),首先重點(diǎn)論述了系統(tǒng)的核心——以太網(wǎng)的TCP/IP通信協(xié)議,其次對分層的必要性和數(shù)據(jù)進(jìn)入?yún)f(xié)議棧的封裝及分用進(jìn)行了介紹。然后結(jié)合本嵌入式系統(tǒng)的具體應(yīng)用——多媒體中央控制系統(tǒng)的具體特點(diǎn),提出了精簡的TCP/IP協(xié)議棧。再針對TCP/IP協(xié)議棧各個(gè)層次所用到的協(xié)議:ARP, IP, ICMP, UDP進(jìn)行深入細(xì)致的分析,并分別給...
【文章來源】:武漢科技大學(xué)湖北省
【文章頁數(shù)】:55 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 以太網(wǎng)
1.2 嵌入式系統(tǒng)
1.3 嵌入式系統(tǒng)與以太網(wǎng)的結(jié)合
1.3.1 32 位微處理器運(yùn)行嵌入式操作系統(tǒng)
1.3.2 專用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理芯片
1.3.3 單片機(jī)嵌入TCP/IP 協(xié)議棧
1.4 課題來源及意義
1.5 論文的研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)
第二章 系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)
2.1 硬件接口電路
2.2 嵌入式微控制器89C52
2.3 RTL8019AS 以太網(wǎng)控制器
2.3.1 主要性能
2.3.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)
2.3.3 內(nèi)部RAM 地址空間分配
2.3.4 寄存器介紹
第三章 TCP/IP 協(xié)議
3.1 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
3.1.1 OSI 參考模型
3.1.2 TCP/IP 參考模型
3.2 劃分層次的必要性
3.3 封裝
3.4 分用
3.5 CSMA/CD 協(xié)議
第四章 精簡TCP/IP 協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)
4.1 精簡TCP/IP 協(xié)議棧方案確定
4.2 協(xié)議棧工作流程圖
4.3 數(shù)據(jù)鏈路層
4.3.1 RTL8019AS 的初始化
4.3.2 以太網(wǎng)幀格式
4.3.3 RTL8019AS 的幀接收
4.3.4 RTL8019AS 的幀發(fā)送
4.4 網(wǎng)絡(luò)層
4.4.1 地址解析協(xié)議ARP
4.4.1.1 ARP 報(bào)文格式
4.4.1.2 發(fā)送ARP 請求
4.4.1.3 ARP 應(yīng)答
4.4.2 網(wǎng)際協(xié)議 IP
4.4.2.1 IP 報(bào)文格式
4.4.2.2 發(fā)送 IP 數(shù)據(jù)包
4.4.2.3 處理接收的 IP 數(shù)據(jù)包
4.4.3 Internet 控制報(bào)文協(xié)議ICMP
4.4.3.1 ICMP 報(bào)文格式,PING 應(yīng)答,PING 回顯報(bào)文格式
4.4.3.2 PING 應(yīng)答
4.5 傳輸層
4.5.1 用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議 UDP
4.5.1.1 UDP 報(bào)文格式
4.5.1.2 處理接收到的 UDP 數(shù)據(jù)包
第五章 系統(tǒng)測試結(jié)果及應(yīng)用
5.1 遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)部分的設(shè)計(jì)
5.2 測試結(jié)果
5.3 應(yīng)用
5.3.1 多媒體中央控制系統(tǒng)
5.3.2 多媒體中央控制系統(tǒng)通過以太網(wǎng)的通信
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
研究生期間發(fā)表的論文
中文詳細(xì)摘要
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于嵌入式Web Sever的控制器開發(fā)與應(yīng)用[J]. 許洪華,劉科. 工業(yè)控制計(jì)算機(jī). 2004(04)
[2]基于以太網(wǎng)的嵌入式系統(tǒng)研究[J]. 閆磊,李玉強(qiáng),賈昱,張建波. 沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2004(02)
[3]嵌入式工業(yè)以太網(wǎng)接口開發(fā)與應(yīng)用[J]. 張飛舟,鄧旭明,王豪. 計(jì)算機(jī)工程. 2003(16)
[4]基于SX52微控制器的嵌入式系統(tǒng)以太網(wǎng)接口設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 黃天戍,王海燕,任清珍,袁學(xué)文. 測控技術(shù). 2003(06)
[5]以太網(wǎng)控制器RTL8019AS的工作原理及應(yīng)用[J]. 袁學(xué)文,龐輝,肖文華. 電子質(zhì)量. 2003(05)
[6]一種嵌入式以太網(wǎng)接口的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 胡賓鑫,方方. 汕頭大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2003(02)
[7]用51單片機(jī)控制RTL8019AS實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通訊[J]. 曹宇,魏豐,胡士毅. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2003(01)
[8]網(wǎng)絡(luò)處理器IP2022及其在嵌入式牌照識別系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 宋振宇,宋煥生,魏鵬輝. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2003(01)
[9]一種以太網(wǎng)與8位單片機(jī)的連接方法[J]. 何銳波,趙英俊. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2002(07)
[10]嵌入式系統(tǒng) 前景無限——訪美國WindRiver公司中國區(qū)首席代表韓青先生[J]. 張偉,徐爍. 半導(dǎo)體技術(shù). 2002(02)
本文編號:3181607
【文章來源】:武漢科技大學(xué)湖北省
【文章頁數(shù)】:55 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 以太網(wǎng)
1.2 嵌入式系統(tǒng)
1.3 嵌入式系統(tǒng)與以太網(wǎng)的結(jié)合
1.3.1 32 位微處理器運(yùn)行嵌入式操作系統(tǒng)
1.3.2 專用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理芯片
1.3.3 單片機(jī)嵌入TCP/IP 協(xié)議棧
1.4 課題來源及意義
1.5 論文的研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)
第二章 系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)
2.1 硬件接口電路
2.2 嵌入式微控制器89C52
2.3 RTL8019AS 以太網(wǎng)控制器
2.3.1 主要性能
2.3.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)
2.3.3 內(nèi)部RAM 地址空間分配
2.3.4 寄存器介紹
第三章 TCP/IP 協(xié)議
3.1 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
3.1.1 OSI 參考模型
3.1.2 TCP/IP 參考模型
3.2 劃分層次的必要性
3.3 封裝
3.4 分用
3.5 CSMA/CD 協(xié)議
第四章 精簡TCP/IP 協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)
4.1 精簡TCP/IP 協(xié)議棧方案確定
4.2 協(xié)議棧工作流程圖
4.3 數(shù)據(jù)鏈路層
4.3.1 RTL8019AS 的初始化
4.3.2 以太網(wǎng)幀格式
4.3.3 RTL8019AS 的幀接收
4.3.4 RTL8019AS 的幀發(fā)送
4.4 網(wǎng)絡(luò)層
4.4.1 地址解析協(xié)議ARP
4.4.1.1 ARP 報(bào)文格式
4.4.1.2 發(fā)送ARP 請求
4.4.1.3 ARP 應(yīng)答
4.4.2 網(wǎng)際協(xié)議 IP
4.4.2.1 IP 報(bào)文格式
4.4.2.2 發(fā)送 IP 數(shù)據(jù)包
4.4.2.3 處理接收的 IP 數(shù)據(jù)包
4.4.3 Internet 控制報(bào)文協(xié)議ICMP
4.4.3.1 ICMP 報(bào)文格式,PING 應(yīng)答,PING 回顯報(bào)文格式
4.4.3.2 PING 應(yīng)答
4.5 傳輸層
4.5.1 用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議 UDP
4.5.1.1 UDP 報(bào)文格式
4.5.1.2 處理接收到的 UDP 數(shù)據(jù)包
第五章 系統(tǒng)測試結(jié)果及應(yīng)用
5.1 遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)部分的設(shè)計(jì)
5.2 測試結(jié)果
5.3 應(yīng)用
5.3.1 多媒體中央控制系統(tǒng)
5.3.2 多媒體中央控制系統(tǒng)通過以太網(wǎng)的通信
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
研究生期間發(fā)表的論文
中文詳細(xì)摘要
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于嵌入式Web Sever的控制器開發(fā)與應(yīng)用[J]. 許洪華,劉科. 工業(yè)控制計(jì)算機(jī). 2004(04)
[2]基于以太網(wǎng)的嵌入式系統(tǒng)研究[J]. 閆磊,李玉強(qiáng),賈昱,張建波. 沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2004(02)
[3]嵌入式工業(yè)以太網(wǎng)接口開發(fā)與應(yīng)用[J]. 張飛舟,鄧旭明,王豪. 計(jì)算機(jī)工程. 2003(16)
[4]基于SX52微控制器的嵌入式系統(tǒng)以太網(wǎng)接口設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 黃天戍,王海燕,任清珍,袁學(xué)文. 測控技術(shù). 2003(06)
[5]以太網(wǎng)控制器RTL8019AS的工作原理及應(yīng)用[J]. 袁學(xué)文,龐輝,肖文華. 電子質(zhì)量. 2003(05)
[6]一種嵌入式以太網(wǎng)接口的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 胡賓鑫,方方. 汕頭大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2003(02)
[7]用51單片機(jī)控制RTL8019AS實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通訊[J]. 曹宇,魏豐,胡士毅. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2003(01)
[8]網(wǎng)絡(luò)處理器IP2022及其在嵌入式牌照識別系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 宋振宇,宋煥生,魏鵬輝. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2003(01)
[9]一種以太網(wǎng)與8位單片機(jī)的連接方法[J]. 何銳波,趙英俊. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2002(07)
[10]嵌入式系統(tǒng) 前景無限——訪美國WindRiver公司中國區(qū)首席代表韓青先生[J]. 張偉,徐爍. 半導(dǎo)體技術(shù). 2002(02)
本文編號:3181607
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