基于Web的單片機遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

圖4 軟件框圖

3.2 RTL8019 接收與發(fā)送數(shù)據(jù)

1.RTL8019 芯片初始化主要是將網(wǎng)卡設(shè)置成正常的模式，跟外部網(wǎng)絡(luò)連接。清除所有中斷標(biāo)志位，讓芯片開始工作。

2.對RTL8019 接收數(shù)據(jù)操作，有查詢和中斷兩種方式。因為單片機的速度和PC 機相差太遠(yuǎn)，而且還有一些采集任務(wù)，本系統(tǒng)不采用中斷方式，用查詢方式。在查詢方式下，通過查詢CURR 和BNRY 兩個寄存器的值來判斷是否收到一幀數(shù)據(jù)。當(dāng)BNRY+1 與CURR不相等，說明接收緩沖區(qū)接收到了新的數(shù)據(jù)幀。圖5 為RTL8019 報頭格式，接收部分子程序如下：

UCHAR xdata * rcve_frame（void） //如收到有效數(shù)據(jù)包，返回收到的數(shù)據(jù)，否則返回NULL

圖5 RTL8019 報頭格式

3.數(shù)據(jù)的發(fā)送包含三個步驟：封裝數(shù)據(jù)包；通過遠(yuǎn)程DMA 將數(shù)據(jù)包送入RTL8019AS的數(shù)據(jù)發(fā)送緩沖區(qū)；通過RTL8019 的本地DMA 將數(shù)據(jù)送入FIFO 進(jìn)行發(fā)送。具體過程如下：

（1）包在發(fā)送前應(yīng)該按規(guī)定的格式封裝好，格式如下圖6 所示：

圖6 MAC 幀首部

（2）把上面的數(shù)據(jù)包通過遠(yuǎn)程DMA 寫入RTL8019AS 的數(shù)據(jù)發(fā)送緩沖區(qū)；

（3）啟動本地DMA,把數(shù)據(jù)發(fā)送出去，數(shù)據(jù)包長度最小為60 字節(jié)，最大1514 字節(jié)。

發(fā)送子程序為：void send_frame（UCHAR xdata * outbuf,UINT len）//發(fā)送一個數(shù)據(jù)包3.3 TCP/IP 協(xié)議棧的實現(xiàn)。

3.3.1 ARP 協(xié)議的實現(xiàn)

ARP 地址解析協(xié)議的本質(zhì)是完成網(wǎng)絡(luò)地址到物理地址的映射。物理地址有以太網(wǎng)和令牌環(huán)網(wǎng)兩種基本類型，網(wǎng)絡(luò)地址特指IP 地址。具體到以太網(wǎng)，使用的是動態(tài)綁定轉(zhuǎn)換的方法，但是會遇到許多細(xì)節(jié)問題，例如減少廣播，ARP 包丟失，物理地址變更（更換網(wǎng)卡）、移動（移動設(shè)備到另一子網(wǎng)）、消失（關(guān)機）等。一般是設(shè)置ARP 高速緩存，通過學(xué)習(xí)、老化、更新、溢出算法處理ARP 映射表來解決這些問題。整個ARP 處理過程，主要用5 個函數(shù)實現(xiàn)。

在實現(xiàn)網(wǎng)卡驅(qū)動程序后，所有ARP 處理操作就是填寫ARP 包。主要程序代碼編制如下：

（1）void init_arp（void）//完成ARP 表初始化，概括說就是ARP 表state 字段清0

（2）void arp_send（UCHAR * hwaddr,ULONG ipaddr,UCHAR msg_type）//完成ARP 請求

（3）void arp_rcve（UCHAR xdata * inbuf）// 完成響應(yīng)操作

（4）UCHAR xdata * arp_resolve（ULONG dest_ipaddr） //完成從cache 里面查找對應(yīng)//IP 地址的物理地址，如果沒有，就發(fā)送ARP 請求

3.3.2 IP 協(xié)議的實現(xiàn)

網(wǎng)際協(xié)議 IP 是TCP/IP 協(xié)議族中最為核心的協(xié)議，它的主要功能是負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)交付給主機，當(dāng)目標(biāo)主機與原主機處于不同的物理網(wǎng)絡(luò)中時，IP 負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)包路由到相應(yīng)的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)上。Internet 上所有的數(shù)據(jù)都以IP 數(shù)據(jù)包格式傳輸。IP 協(xié)議最大的特點是提供不可靠的和無連接的數(shù)據(jù)包傳送服務(wù)。IP 協(xié)議主要實現(xiàn)以下兩個子程序：

（1） void ip_send（UCHAR xdata*outbuf,ULONG ipaddr, UCHAR proto_ id,DINT len）//發(fā)送IP 數(shù)據(jù)；該子程序用來創(chuàng)建一個發(fā)送數(shù)據(jù)報。

（2） void ip_rcve（UCHAR xdata *inbuf） //接收IP 數(shù)據(jù)；該子程序檢測一個外來數(shù)據(jù)包，并對數(shù)據(jù)包作相應(yīng)的處理。