LON现场控制网络到以太网互连适配器的设计

级高。ＲＡＭ分页存储，每２５６字节称为一页。将前１２页作为发送缓冲区（０ｘ４０００～０ｘ４ｂｆｆ），后５２页作为接收缓冲区（０ｘ４ｃ００～０ｘ７ｆｆｆ）。

以太网的介质访问控制、ＣＲＣ校验及数据帧的接收和发送都由网卡自动完成，只需将ＩＰ包加上目的ＭＡＣ地址和源地址，再通过远端ＤＭＡ接口对ＲＴＬ８０１９ａｓ内部ＲＡＭ进行读写即可。网卡的地址线共２０根。用到的网卡地址为十六进制的０２４０Ｈ～０２５ＦＨ，基地址为０２４０Ｈ，从地址２４０Ｈ～２５ＦＨ。地址线的Ａ１９～Ａ５是固定的００００００００００１００１０，只需５根地址线即可。所以ＲＴＬ８０１９ａｓ输入输出地址共３２个，地址偏移量为００Ｈ～１ＦＨ（对应于２４０Ｈ～２５ＦＨ）。对于８位操作方式，３２个地址中只有１８个有用：００Ｈ～０ＦＨ共１６个寄存器地址，１０Ｈ为ＤＭＡ地址，１ＦＨ为复位地址。本适配器采用轮询方式，不使用中断。故ＲＴＬ８０１９ａｓ与单片机的连接如表４所示。

表4 RTL8019as单片的连接

IORB 读信号，接P3.6 IOWB 写信号，接P3.7 RSTDRV 复位信号，P3.4 AEN 地址信号，接地 IOCS16 接下拉电阻，选择8位模式 S0～S7 数据总线，接单片机P0口 A19～A10，A6 地址线接地 A9，A5 接P2.5（高电平时选中） A4～A0 接单片机P2.0×P2.4

表5 单片机发往RTL8019as的数据格式

以太网首部 IP首部 UDP首部 数据 14字节 20字节 20字节 128×n字节

本适配器使用ＵＤＰ传送数据，同时支持ＩＣＭＰ的回应应答和回应请求报文（Ｐｉｎｇ命令），单片机发往ＲＴＬ８０１９ａｓ的数据帧格式如表５所示。

用单片机实现ＵＤＰ协议要作一些简化，不考虑数据分片和优先权。因此，在ＩＰ首部中不讨论服务类型和标志偏移域，只需填“０”即可。

１．３ 互连适配器的硬件电路设计

由于Ｐ８９Ｃ５１ＲＤ２只有四个８位Ｉ／Ｏ口，无法同时与ＲＴＬ８０１９ａｓ 和ＴＭＰＮ３１５０通信，故使用Ｐ０口作为数据总线。Ｐ２．５作为片选信号，高电平为ＲＴＬ８０１９ａｓ，低电平为ＴＭＰＮ３１５０。图１给出了互连适配器的电路框图。其中３１５０和ＲＴＬ８０１９ａｓ复用同一条８位数据线，依靠Ｐ２．５进行片选。当Ｐ２．５高电平时，ＲＴＬ８０１９ａｓ地址（１ＸＸＸＸＸ）有效，被选中。Ｍａｘ２３２作为单片机的下载线，互联适配器也可使用ＲＳ２３２口与计算机通信。

图2 适配器工作流程图

２ 互连适配器的软件设计

适配器的软件编写包括两部分：一部分是ＴＭＰＮ３１５０上用Ｎｅｕｒｏｎ Ｃ语言编写；另一部分是在Ｐ８９Ｃ５１上用Ｃ５１语言开发ＴＣＰ／ＩＰ协议栈和与ＴＭＰＮ３１５０、ＲＴＬ８０１９ａｓ的通信软件，可读性强，可方便地移植到其他５１核心单片机上。

２．１ 适配器的初始化

Ｐ８９Ｃ５１单片机和ＴＭＰＮ３１５０之间先建立握手信号，即ＨＳ信号有效（由ＴＭＰＮ３１５０的固件自动实现）；然后，主机发送一个ＣＭＤ＿ＲＥＳＹＮＣ命令，要求从机同步，而从机接收到这个信号后，则发送ＣＭＤ＿ＡＣＫＳＹＮＣ，表示已同步，可以通信了。ＲＴＬ８０１９在通信前要先读取９３Ｃ４６的内容并设置内部寄存器的值（配置寄存器ＣＯＮＦＩＧ１～４，网络节点地址），再由８９Ｃ５１对ＲＴＬ８０１９的页０与页１相关寄存器进行初始化，即可正常工作。

２．２ 适配器工作流程

考虑到ＬＯＮ网主要作为监控网络，特别在楼宇自动化中的监控，由ＬＯＮ网发往以太网的数据较多，应首先保证其优先权。且８９Ｃ５１ＲＤ只有１０２４字节的内存，无法处理大的以太网帧。经过实验比较，在最后具体实现时，选择ＬＯＮ最大为每帧６４字节，尽量做到每收１０个ＬＯＮ帧，发一个以太网帧，流程如图２所示。
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    ２．３ 服务器监控软件的设计

《LON现场控制网络到以太网互连适配器的设计(第2页)》