一種基于單片機和W5100組合實現(xiàn)以太網(wǎng)通信中的應(yīng)用分析

周圣強

摘 要： 隨著國家網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)通信技術(shù)的應(yīng)用受到廣泛重視，很多技術(shù)人員在實際工作中會利用IP協(xié)議的方式，將其作為基礎(chǔ)制定完善的網(wǎng)絡(luò)解決方案，通過遠(yuǎn)程控制方式，對數(shù)據(jù)通信進(jìn)行全面的處理。對于以太網(wǎng)而言，其具有成本低、集成容易等特點，可以全面提高系統(tǒng)的運行水平，因此，應(yīng)當(dāng)利用單片機和W5100組合方式對其進(jìn)行處理，保證自身系統(tǒng)的運行質(zhì)量，全面提高其工作可靠性與有效性。

關(guān)鍵詞： 單片機和W5100組合；以太網(wǎng)通信；應(yīng)用措施

在使用單片機與IP協(xié)議硬解碼網(wǎng)絡(luò)的過程中，應(yīng)當(dāng)科學(xué)使用接口芯片W5100對其進(jìn)行處理，主要因為其是現(xiàn)代化內(nèi)部硬件協(xié)議芯片，可以減少接口工作量，提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性與可靠性，利用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信技術(shù)，完成安全檢測工作、電力系統(tǒng)測量監(jiān)控工作、音視頻傳輸工作等。

一、硬件設(shè)計工作分析

W5100是利用以太網(wǎng)接入方式的新型芯片，與傳統(tǒng)的W3100芯片相較，具有一定的集成特點，可以將以太物理內(nèi)核結(jié)合在一起，可以達(dá)到集成目的，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。在W5100中，主要包括：IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、UDP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、ARP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、SHCP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等，同時，還包含DLG以太網(wǎng)協(xié)議與MAC以太網(wǎng)協(xié)議。其可以為其提供豐富的總線，其中包括：并行類型的總線，就是直接或是間接的總線接口，在一定程度上，可以與SPI相互串行。在芯片中含有16KB的數(shù)據(jù)緩沖雙扣RAM，可以更好的對數(shù)據(jù)進(jìn)行交換處理，建立自動化的識別傳輸模式，發(fā)揮全雙工與半雙工的優(yōu)勢，兼容100M的以太網(wǎng)。對于W5100芯片而言，其中含有四個組成部分：其一為MCU接口部分，其二為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議引擎部分，其三為DPRAM部分，其四為以太網(wǎng)物理層接口部分。在系統(tǒng)運行的過程中，具有多元化的功能與優(yōu)勢，可以全面體現(xiàn)相關(guān)功能，提升芯片的使用成效。

在使用W5100芯片的過程中，應(yīng)當(dāng)全面考慮以太網(wǎng)控制方面的問題，對簡單端口進(jìn)行編程處理，利用外部存儲器開展相關(guān)訪問工作。下文針對STC89C52單片機與W5100組合方式，對相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行了分析，可以獲取準(zhǔn)確的處理結(jié)果，做好數(shù)據(jù)傳輸?shù)认嚓P(guān)工作。

對于STC89C而言，屬于較為先進(jìn)的單片機系統(tǒng)，其中包含8位單片機，最為突出的特點就是具有兼容成效。在系統(tǒng)實際運行的過程中，抗干擾能力較強，可以全面提高其加密性，降低系統(tǒng)的運行損耗，做好遠(yuǎn)程升級方面的工作，且內(nèi)部含有專用的復(fù)位電路系統(tǒng)，且造價較為偏移，可以廣泛應(yīng)用在各個系統(tǒng)中，提升其應(yīng)用成效。

對于W5100芯片與微處理器芯片而言，其接口方式主要分為以下三種：其一，直接接口方式，就是在實際接線的過程中，能夠?qū)Υ罅繑?shù)據(jù)進(jìn)行傳輸處理，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。其二，間接接口方式，就是在數(shù)據(jù)傳輸工作中，利用傳輸介質(zhì)方式開展管理工作，此類系統(tǒng)與直接接口模式相較，具有一定的使用優(yōu)勢。其三，SPI接口方式，此類接口方式的連線較少，數(shù)據(jù)量很少，在一定程度上，可以加快傳輸速度，提高工作效果。在芯片信號實際分析的過程中，應(yīng)當(dāng)利用直接總線的方式，讀取、分析、傳輸數(shù)據(jù)信息。在使用直接總線方式期間，可以將W5100作為一個外部的存儲器結(jié)構(gòu)，通過合理的設(shè)計方式對其進(jìn)行處理[1]。

二、系統(tǒng)軟件設(shè)計

對于系統(tǒng)軟件設(shè)計工作而言，其中主要包括以下兩點：第一，W5100芯片的相關(guān)驅(qū)動程度，實現(xiàn)初始化工作，對各類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行讀取與處理。其二，可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行全面?zhèn)鬏斉c顯示，在科學(xué)、合理的觀測基礎(chǔ)上，合理開展軟件設(shè)計工作。

對于驅(qū)動程序而言，可以按照相關(guān)規(guī)定等，對各類數(shù)據(jù)包進(jìn)行發(fā)送處理，保證芯片輸入與輸出等滿足相關(guān)要求，全面執(zhí)行各類發(fā)送命令。W5100芯片可以實現(xiàn)自動化數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換工作，利用幀格式方式將信號還原成為相關(guān)數(shù)據(jù)信息，然后根據(jù)格式規(guī)定等，將入傳輸?shù)骄彌_區(qū)中，更好的完成各方面任務(wù)，以便于取用主機相關(guān)程序。在系統(tǒng)分析工作中，可以通過W5100芯片等，對數(shù)據(jù)包與電信號進(jìn)行交換處理，利用以太網(wǎng)協(xié)議方式，自動完成芯片硬件處理工作，不用考慮其他各類問題[2]。

W5100芯片驅(qū)動工作，主要是利用公共寄存器開展各方面的配置工作，根據(jù)相關(guān)要求，建設(shè)專門的管理模式。其一，可以利用網(wǎng)關(guān)地質(zhì)處理模式，主要為GWR系統(tǒng)。其二，子網(wǎng)掩碼寄存器模式，主要就是SUBR系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)利用科學(xué)的方式對其進(jìn)行處理。其三，源IP地質(zhì)模式，主要為SIPR系統(tǒng)。其四，中斷寄存器模式，主要為IR系統(tǒng)。第五，中斷屏蔽類型的模式，主要為IMR系統(tǒng)。第六為重試時間模式，主要為RTR系統(tǒng)。第七為發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖模式，主要為TMSR系統(tǒng)。此類寄存器模式在實際應(yīng)用的過程中，可以對W5100芯片進(jìn)行全面的處理，通過終端方式、IP方式、網(wǎng)關(guān)方式、子網(wǎng)掩碼方式等，在一定程度上，能夠形成良好的處理模式，滿足當(dāng)前芯片建設(shè)需求[3]。

在對網(wǎng)絡(luò)通道進(jìn)行設(shè)計的過程中，應(yīng)當(dāng)對其進(jìn)行獨立性處理，在單獨設(shè)置的情況下，更好的發(fā)送與接受相關(guān)數(shù)據(jù)信息，將其傳輸?shù)骄彌_區(qū)域中，以便于存放數(shù)據(jù)。在IP地質(zhì)配置工作中，應(yīng)當(dāng)簡單設(shè)計各類配置系統(tǒng)，利用靈活化的處理方式，創(chuàng)建先進(jìn)的系統(tǒng)，以便于形成TCP與UDP數(shù)據(jù)交換模式，提高以太網(wǎng)系統(tǒng)的運行水平。對于程序包而言，應(yīng)當(dāng)將其分為6個子模塊系統(tǒng)，其一為初始化模塊系統(tǒng)，其二為創(chuàng)建模塊系統(tǒng)，其三為網(wǎng)絡(luò)連接模塊系統(tǒng)，其四為數(shù)據(jù)發(fā)送模塊系統(tǒng)，其五為數(shù)據(jù)接收模塊系統(tǒng)，其六為關(guān)閉模塊系統(tǒng)[4]。對于初始化模塊系統(tǒng)而言，在實際運行的過程中，能夠更好的完成MCU初始化工作，完成W5100芯片模塊的初始化任務(wù)。而對于MCU而言，其初始化任務(wù)可以用于設(shè)計中斷系統(tǒng)，根據(jù)相關(guān)要求，科學(xué)處理接口參數(shù)，保證數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性與可靠性，滿足相關(guān)工作要求。同時，在W5100芯片實際使用的過程中，初始化工作主要為：網(wǎng)關(guān)初始化內(nèi)容、子網(wǎng)掩碼初始化內(nèi)容、IP地址初始化內(nèi)容、MAC初始化內(nèi)容等[5]。

例如：在對UDP模式進(jìn)行優(yōu)化處理的過程中，應(yīng)當(dāng)明確系統(tǒng)的實際流程，利用數(shù)據(jù)觀測與實驗等方式，科學(xué)開展上位機智能化控制工作，建立相關(guān)模塊系統(tǒng)與編寫系統(tǒng)，全面優(yōu)化工作體系，更好的配置以太網(wǎng)通訊系統(tǒng)與連接系統(tǒng)等，提升其運行水平[6]。

在建立智能化上位機控制系統(tǒng)的過程中，應(yīng)當(dāng)完善其數(shù)據(jù)采集與處理功能，提高數(shù)據(jù)存儲效果，滿足設(shè)備實際控制要求，發(fā)揮無線與有線網(wǎng)絡(luò)的運行作用。

結(jié)語：

在W5100單片機組合結(jié)構(gòu)實際運行的過程中，可以對以太網(wǎng)通信系統(tǒng)進(jìn)行全面的管理與控制，創(chuàng)新工作方式，明確網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運行要求，建立專門的管控機制，提高系統(tǒng)可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]陸揚，付斌，游江等.W5100在單片機實現(xiàn)以太網(wǎng)通信中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2011（5）：76，15.

[2]林濤，趙宏科，李輝等.基于W5100的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計[J].自動化儀表，2015，36（3）：45-48.

[3]吳鑫，俞建定，汪沁等.基于W5100的RS485-Ethernet數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器設(shè)計[J].無線電通信技術(shù)，2014，40（5）：93-96.

[4]姜曉榮，姜周曙，黃國輝等.多串口-以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器設(shè)計[J].工業(yè)控制計算機，2014，27（11）：87-89.

[5]邢海軍.基于C8051F120遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D].南京郵電大學(xué)，2014. [6]王佳偉.基于RFID的智能控制柜設(shè)計[J].科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力，2015（2）：109-111.endprint