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基于SX52的嵌入式Web服務(wù)器的快速實(shí)現(xiàn)
摘要：介紹了如何利用現(xiàn)有軟件虛擬模擬高效構(gòu)筑可現(xiàn)場控制的嵌入式Web服務(wù)器，一些方法也可用于其他資源有限的小型嵌入式網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中。關(guān)鍵詞：單片機(jī) 嵌入式系統(tǒng) Internet Web服務(wù)器
隨著互聯(lián)網(wǎng)的日益普及，信息共享的程度不斷提高，網(wǎng)絡(luò)儀表及網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備的流行逐漸成為趨勢。如何通過互聯(lián)網(wǎng)共享以單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)為中心的小型嵌入式設(shè)備的信息，成為當(dāng)今電子界的熱門話題。傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用以PC為中心。如今，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用正在轉(zhuǎn)到以嵌入式設(shè)備為中心。用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)嵌入式互聯(lián)網(wǎng)方案的技術(shù)難點(diǎn)是：如何利用單片機(jī)本身有限的資源對信息進(jìn)行TCP／IP協(xié)議處理，使之變成可以在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸?shù)腎P數(shù)據(jù)包。目前解決這個問題有兩種方案：一種是PC網(wǎng)關(guān)+專用網(wǎng)，缺點(diǎn)是要增加布線和第三方協(xié)議轉(zhuǎn)換軟件；另一種是32位MCU+RTOS，弊端是開發(fā)難，成本極高。而用軟件方法實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議比采用集成網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的芯片，具有節(jié)省空間、降低成本的優(yōu)點(diǎn)，更重要的是可以隨意配置甚至修改各種協(xié)議，且能通過軟件升級方式跟隨未來的發(fā)展。八位單片機(jī)目前仍占有很大的市場份額，而通過美國Ubicom公司的SX52微控器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)控制更具其獨(dú)特優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在：(1)速度快，在100MHz頻率下能達(dá)到100MIPS；(2)現(xiàn)成的協(xié)議模塊供使用，即使對不熟悉網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的開發(fā)人員也能簡單套用。雖然其它八位單片機(jī)也能用軟件實(shí)現(xiàn)精簡的TCP／IP協(xié)議，如PICl6C76等，但上面所說兩大優(yōu)點(diǎn)是采用SX52MCU的充分理由。套用成熟的現(xiàn)有程序是最具效率的開發(fā)辦法，這也是避免目前國內(nèi)普遍存在的低水平開發(fā)的有效途徑。雖然目前還沒有單獨(dú)的TCP／IP軟件虛擬模塊提供，但在演示板程序的基礎(chǔ)上，可以采用其成功的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模塊和一些適用于小型嵌入系統(tǒng)的做法構(gòu)筑現(xiàn)場控制Web服務(wù)器。
1 SX52控制器簡介
SX52 MCU與PIC單片機(jī)有很多地方相似，它也采用RISC指令系統(tǒng)，帶可擦寫上萬次的片上Flash程序存儲器，具在系統(tǒng)編程等。SX52的流水線指令操作可1個時鐘周期執(zhí)行一條指令。沒有中斷嵌套使中斷響應(yīng)時間固定為3個時鐘周期，適用于一些要求強(qiáng)實(shí)時性的系統(tǒng)。5個可驅(qū)動30mA電流的I／O口可自由設(shè)置為TI'L或CMOS輸入電子，262×8bit的SRAM數(shù)據(jù)空間，4096×12bit的EE／Flash程序空間。內(nèi)部集成有模擬比較器、定時器、捕捉／PWM比較器、欠壓檢測、看門狗等多種功能部件。具有三個特殊器件配置寄存器，其長度分別為12位，(FUSE、FUSEX、DEVICE)，硬件配置靈活多樣，加密性能好，能有效地防止產(chǎn)品被盜版或仿制的可能性。已提供的軟件虛擬模塊有UART、A／D、DTMF、PWM、FSK、IRDA、VC等眾多常用功能塊。應(yīng)用微控器用軟件方法替代硬件功能是一大特色，可以避免一些常用功能的重復(fù)開發(fā)。
2 聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)
對于資源緊缺的小型嵌入系統(tǒng)，一般都要對TCP／IP協(xié)議族做一些精簡處理。Wing Poon等提供的演示板程序集合了如下模塊：ARP、DHCP、ICMP的echo響應(yīng)，精簡的TCP／IP、HTYP、SMTP等；還可以看到應(yīng)用了I2C以及∑-△A／D的軟件虛擬模塊。由于程序空間的限制，當(dāng)實(shí)現(xiàn)DHCP時，只能用SMTP。底層采用8019AS網(wǎng)絡(luò)接口芯片。網(wǎng)頁通過12C存儲于24C256中，中斷程序可用于A／D虛擬模塊的計數(shù)及TCP／IP協(xié)議族的各個定時器。
系統(tǒng)設(shè)計主程序流程如圖1。當(dāng)IP包頭有選項或存在分片時，此包被簡單丟棄而不處理。TCP能同時打開兩個連接，連接1用于SMTP(套接字用Bank 3,TCBI_BANK)，連接2用于HTTP(套接字用Bank 4,TCB2_BANK)。TCP不使用滑動窗口的
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