基于AT89S52的遠程電源監控系統設計

1 引言
目前，以太網（ethernet）協議已經非常廣泛地應用于各種計算機網絡，如辦公局域網、工業控制網絡等場合，并且還不斷地發展。基于以太網的新技術和聯網設備不斷出現，以太網已經成為事實上最常用的局域網絡標準之一。但是，基于以太網的嵌入式系統目前并不是很多。其原因除了嵌入式系統本身運行速度較慢、資源較少且不足以實現以太網的各種協議外，更重要是設計以太網的接口及協議相對比較復雜，使人望而卻步。本文將研討基于c8051f系列單片機系統的嵌入式系統與10mbps以太網控制器芯片rtl8019as的接口電路實現及編程方法。

2 嵌入式以太網接口分析
2.1 接口組成
8位mcu的嵌入式設備通過以太網接口，將8位mcu采集的數據信息，傳送到遠程服務器。在這個過程中需要處理網絡接口、接收數據的分析、發送數據段的封裝等問題。
以10baset以太網為例，發送數據時應該做的工作是首先對需要發送的數據進行曼切斯特編碼，然后對編碼后的數據進行預處理，使其發送的數據適合10baset的以太網傳輸，最后把處理好的數據以適當的速度發送到以太網。同時為了保證數據的有效性，系統還應具有沖突檢測和重發功能。在這個過程中，直接用8位mcu來實現該功能非常困難。解決的方法是用專門的網絡接口芯片nic網絡接口卡（nic-network interface card）來實現，這類芯片遵循ieee802.3所規定的csma/cd協議，除了提供物理鏈路所需的電氣性能外，還提供曼切斯特編碼、沖突檢測和重發功能，可以用很少的外圍電路一起完成數據的發送和接收功能。這樣，8位mcu只需要nic芯片提供初始配置和數據接口，這對于8位mcu是沒有問題的。基于以上的分析，8位mcu的嵌入式設備以太網接口部分構成如圖1所示:

圖1 嵌入式設備以太網接口組成

2.2 以太網控制芯片――rtl8019as
（1） rtl8019as的主要性能
l 符合以太網ii與ieee802.3（10base5、10base2、10baset）標準;
l 全雙工，收發可同時達到10mbit/s的速率;
l 內置16kb的sram，用于收發緩沖，降低對主處理器的速度要求;
l 支持8/16位數據總線，8個中斷申請線以及16個i/o基地址選擇;
l 支持utp、aui、bnc自動檢測，還支持對10baset拓撲結構的自動極性修正;
l 允許4個診斷led引腳可編程輸出;
l 采用cmos工藝，功耗低。單一電源5v供電。
（2） rtl8019as的內部結構
rtl8019as芯片內部包含遠程dma（直接存儲器存取）接口、本地dma接口、mac（介質訪問控制）邏輯、數據編碼解碼邏輯和其它接口。這里的dma與平時所說的dma有些不同:rtl8019as芯片的本地dma操作

是由控制器本身完成;而遠程dma并不是在沒有主處理器的參與下數據能自動移到主處理器的內存中，它指主處理器給出起址和長度就可以讀寫芯片的ram緩沖區，每操作一次ram地址自動加1，而普通ram操作每次要先發地址再處理數據，速度較慢。內部結構如圖2所示。