文档介绍：用51内核网络单片机构成的远程监控系统
引言 
    在工业控制、信息家电等应用领域,存在大量的嵌入式设备,而这些设备很多只有串口、CAN总线等简单的网络接口,通信能力有限,有的甚至处于孤立运行状态。如何让这些以单片机为核心的嵌入式系统接入以太网,并通过网络对它们进行远程监控,是当前电子世界中的研究热点。TCP/IP在Intemet和大多数局域网中的成功应用,已经证明了其强大的功能。如果实现TCP/IP协议和嵌入式系统的结合,嵌入式系统联网问题就能得到有效解决。目前,嵌入式系统联网主要有如下几种方案:①EMIT,以PC或其它高档计算机为网关,将CAN、RS-232等设备接入重量级网络;②采用32位MCU+实时操作系统,高档MCU功能强大,可以实现复杂操作,但需要有RTOS支持,这种方案的成本和对开发人员的要求较高;③采用Scenix的8位MCU,加上虚拟软件包,实现多任务操作系统,运行TCP/IP协议栈。 
    本文提出的基于网络单片机的嵌入式远程监控系统方案,可以实现串口、CAN总线等轻量级网络和以太网的互连。该方案具有体积小,性价比高的特点。
1 系统的组成 
    基于网络单片机的嵌入式远程监控系统由主控制器、以太网接入模块、CAN网络接入模块、1-Wire网络、串口网络、存储器电路、实时时钟、电源模块和监控电路等功能模块组成。其原理框图如图1所示。
(1)主控制器 
    采用原Dallas公司的高性能51内核的网络单片机Ds80C400,内部集成了1个10/100M以太网控制器(MAC),3个通用全双工串口,,。MCU内部64KB的ROM程序中包含完整的TCP/P V4/6协议栈;可访问16MB存储空间;具有专门的低位地址口;4个数据指针;有2x/4x时钟加倍器,最高工作频率可达75MHz。
(2)以太网接入模块 
    利用集成的MAC,通过物理层器件PHY和以太网相连;MAC具有标准的媒体无关接口MII。设计中PHY采用具有自动协商功能的DP83846A,外接网络变压器20F001N。在工作过程中,可以通过MII管理总线设置工作模式。PHY和以太网控制器的连接如图2所示。
    MAC具有专门的接收发送缓冲区,可以通过MOVX进行访问;MAC还具有缓冲区控制单元BCU、命令/状态寄存器CSR、地址检测模块、电源管理单元等组成,主要由BCU负责以太网的收发活动,减少了CPU的参与,保证了以太网收发的效率。
(3)CAN网络接入模块 
    ,外接CAN收发器和CAN网络相连。设计中使用的是TI的SN65HVD230,它具有低成本、低功耗的特点。
(4)1-Wire网络 
    通过1一Wire总线控制器和1-Wire只读存储器DS2502-E48相连,给以太网控制器提供物理地址(MAC地址)。
(5)串口网络 
    通过单片机内部集成的全双工串口,可以和串口设备相连。为了和外部的RS-232电平相匹配,外接收发器MAX560CAI(也可以采用MAX232、MAX3233等),它具有4个输入、5个输出。单片机的串口0用来和开发机相连,串口2作为DTE,具有完整的流控制线,用来和串口设备相连。
(6)电源