基于Web的單片機遠程監控系統的設計與實現

圖4 軟件框圖

3.2 RTL8019 接收與發送數據

1.RTL8019 芯片初始化主要是將網卡設置成正常的模式，跟外部網絡連接。清除所有中斷標志位，讓芯片開始工作。

2.對RTL8019 接收數據操作，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，而且還有一些采集任務，本系統不采用中斷方式，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據。當BNRY+1 與CURR不相等，說明接收緩沖區接收到了新的數據幀。圖5 為RTL8019 報頭格式，接收部分子程序如下：

UCHAR xdata * rcve_frame（void） //如收到有效數據包，返回收到的數據，否則返回NULL

圖5 RTL8019 報頭格式

3.數據的發送包含三個步驟：封裝數據包；通過遠程DMA 將數據包送入RTL8019AS的數據發送緩沖區；通過RTL8019 的本地DMA 將數據送入FIFO 進行發送。具體過程如下：

（1）包在發送前應該按規定的格式封裝好，格式如下圖6 所示：

圖6 MAC 幀首部

（2）把上面的數據包通過遠程DMA 寫入RTL8019AS 的數據發送緩沖區；

（3）啟動本地DMA,把數據發送出去，數據包長度最小為60 字節，最大1514 字節。

發送子程序為：void send_frame（UCHAR xdata * outbuf,UINT len）//發送一個數據包3.3 TCP/IP 協議棧的實現。

3.3.1 ARP 協議的實現

ARP 地址解析協議的本質是完成網絡地址到物理地址的映射。物理地址有以太網和令牌環網兩種基本類型，網絡地址特指IP 地址。具體到以太網，使用的是動態綁定轉換的方法，但是會遇到許多細節問題，例如減少廣播，ARP 包丟失，物理地址變更（更換網卡）、移動（移動設備到另一子網）、消失（關機）等。一般是設置ARP 高速緩存，通過學習、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 個函數實現。

在實現網卡驅動程序后，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）// 完成響應操作

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

3.3.2 IP 協議的實現

網際協議 IP 是TCP/IP 協議族中最為核心的協議，它的主要功能是負責把數據交付給主機，當目標主機與原主機處于不同的物理網絡中時，IP 負責把數據包路由到相應的目標網絡上。Internet 上所有的數據都以IP 數據包格式傳輸。IP 協議最大的特點是提供不可靠的和無連接的數據包傳送服務。IP 協議主要實現以下兩個子程序：

（1） void ip_send（UCHAR xdata*outbuf,ULONG ipaddr, UCHAR proto_ id,DINT len）//發送IP 數據；該子程序用來創建一個發送數據報。

（2） void ip_rcve（UCHAR xdata *inbuf） //接收IP 數據；該子程序檢測一個外來數據包，并對數據包作相應的處理。