基于Ethernet寻址方式的多路激光器系统远程控制技术的研究【文献综述】.doc

毕业设计文献综述 电子信息科学与技术 基于Ethernet寻址方式的多路激光器系统远程控制技术的研究 【摘　要】传统电信网的垄断地位在上世纪90年代初由互联网的普及而打破，互联网的迅速崛起使用户的消费方式、信息的沟通方式、公司的组织工作方式以及电信运营商的运作模式都发生了巨大的变化。目前, 以太网是使用最广泛的局域网技术, 通过以太网可以十分方便地组建局域网以及接上Internet。随着以太网在不同领域的广泛应用和发展, 各种以太网控制芯片层出不穷。其中有全球目前最小封装的以太网控制器ENC28J60，由于采用SPI串行接口方式，简化了设计，使应用更加广泛。[4]还有CS8900A 也是其中性能十分优良的一款。它主要为嵌入式应用系统、便携式产品和某些适配卡等提供一种切实可行的以太网解决方案。大量实践表明, 该芯片可靠易用, 是实现以太网的良好选择。[10]但是CS8900A芯片因为占用微控制器的口线较多，在实际应用时会受到一定的限制。所以本人还是选用第一种ENC28J60芯片来作为本设计的以太网控制芯片。在本系统中，我采用的微控制芯片为TI公司的MSP430芯片作为主控制芯片，它具有资源丰富，功耗低，性能强大等优点。很适合本设计。下面对此详细介绍。 　　【关键词】SPI；ENC28J60；MSP430；以太网 　　1.介绍 　　计算机通信系统尤其是因特网在日常生活中的作用越来越重要，并且呈加速发展的趋势。如今，上网不再是个人电脑和网络工作站的专利，很多用微控制器（或称单片机）控制的嵌入式系统也成为了因特网网络节点中的一员，通常，这种嵌入式系统可称为嵌入式因特网终端。试想，如果通过网页浏览器，能够完成对远处的微控制器控制，并能够接收到微控制器采集的信号，那将给人们的生活带来很大的便利和极大地推动生产力的发展。打个比方，如果通过办公室的一台连接到因特网的电脑和安装在家里的嵌入式控制器，人们就可以了解到家里或者发生的一切，那么家居防盗等一系列问题将会等到很好的解决。[2] 　　MSP430是TI（Texas Instruments，美国德州仪器公司）公司开发的16位微处理器，其突出的特点是强调低功耗，非常适用于各种低功率要求的应用，有多个系列和型号。由于其性价比比较高，所以，被广泛应用于家居自动化，医疗设备，安防系统，楼宇控制系统等许多领域当中。本因特网终端设计方案中使用的MSP430F149是TI公司于2000年增加的MSP430F1X中的一员。[12] 　　2.协议基础 ISO（Internet Standard Organization，国际标准组织）于1981年提出了OSI（Open System Interconnect，开放系统互连）七层网络模型。七层网络模型的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来：服务说明某一层为上一层提供一些什么功能，接口说明上一层如何使用下层的服务，而协议涉及如何实现本层的服务。[12] 因特网采用的四层网络模型是OSI七层网络模型的一个子集，其具体的四层：应用层、传输层、因特网层和网络层，图1为因特网的四层网络模型与OSI七层网络模型的对应关系图。因特网模型通过数据分段(Segment)中的序列号保证所有传输的数据可以在远端按照正常的次序进行重组，而且通过确认保证数据传输的完整性。[12] 　　图1　OSI七层协议与因特网四层模型的对应关系 　　2.1 以太网（Ethernet）[1] 　　以太网是目前用得最广泛的一种局域网，它在因特网四层网络模型当中，属于网络层。以太网网络中的每个节点具有相同的访问网络的权利，它们之间对网络占用是通过具有冲突检测的载波监听多路访问( CSMA/CD )的方法来实现的。数据采用曼彻斯特编码，网络中的连接一般采用双绞线或同轴电缆。以太网中每个节点具有一个48位、唯一编号的地址。每帧数据的最大长度为1518个字节，第一个48位为目标地址，第二个48位为数据源地址，然后是2个字节的数据帧类型值，在数据帧的最后，自动生成4个字节的循环冗余码校验（CRC）值，用于保证数据帧的完整性。[12] 　　2.2传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol) 　　TCP提供了一种可靠的数据流服务，尽管TCP是DARAP协议组中的一员，但它却有很大的独立性。它对下层网络协议只有最基本的要求，很容易在不同的网络上建成，因而非常流行。ISO/OSI运输层标准中的第四类TP-4就是以 TCP作为原型建立的。TCP可以在众多的网络上工作，可以提供虚拟电路服务和面向数据流的传输服务。用户数据可以有序而且可靠的传送。在一个分组可能发生丢失、破坏、重复、延迟或失序情况下，TCP服务可提供一种可靠的进程间通信机制，协议可以自动纠正各种差错。[