标题:
基于IPV6 的嵌入式数据采集系统设计（1）
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作者:
我是MT
时间:
2015-11-6 20:37
标题:
基于IPV6 的嵌入式数据采集系统设计（1）
引言
目前，世界各地广泛在使用的还是 IPv4 网络，IPv6 网络还只是停留在一些地方局部的试用;同时IPv6 强大的网络功能，对
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系统、智能芯片等软硬件的要求也相对较高。所以基于IPv6 协议的
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Internet 系统的研究与应用并没有为大多数人所关注。但是，随着的IPv4 协议渐渐被IPv6 协议所取代;随着
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Internet 系统的不断自我完善;随着微控制芯片的迅猛发展。基于IPv6 协议的
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Internet 系统将会成为互联网时代的新的发展和研究方向。
1.
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Internet 系统
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微处理器作为一种智能器件已经给工业领域带来了巨大变化，随着控制精度、智能化程度等要求的提高，
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微处理器完成任务也越来越多，其软件实现的功能也越来越复杂，单一任务的软件结构也随之变为多任务的。所谓
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Internet 系统，就是普通的
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系统具备了Internet 互联功能，它能够方便地连接到Internet 上，实现信息在互联网上的传递。早在1999 年6 月，中国计算机学会(China Computer Federation)举行的“
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系统及产业化在中国的发展前景”研讨会中，专家们曾探讨了
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系统在当今计算机工业中的地位及其网络化问题，并一致认为Internet 正由传统的PC 为中心的应用转向以
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设备为中心的应用。同时网络专家也预测，将来Internet 上传输的信息将有70%来自于小型
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系统。
今天，越来越多的消费型产品具有了Internet 特性。我们身边己经有了可以自动拨号进入Internet 获取音像资料的DVD 播放机、有了可以查看股票信息的网络冰箱、还有GPS(全球定位系统)等各种各样的
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Internet 系统。
2. 系统的硬件设计
网络化数据采集系统，是利用
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Internet 系统的透明接入技术来实现数据采集的网络化，它是由单片机系统、LED 显示控制器、A/D 和D/A 转换器、以太网络控制器等几部分组成，其硬件结构框图。
2.1 主控制器的扩展
系统的设计中，主控制器采用了 ATMEL 公司生产的AT89C55 微处理器。设计中把P0口用作数据16 位地址的低位地址复用口，P2 口用作16 位地址的高位地址，P1 口的P1. 0用作以太网控制芯片RTL8019AS 的复位信号输入端，P1. 1， P1. 2 分别模拟IZC 总线用作EEPROM 数据存储器的时钟信号和数据输入输出线。引脚12(INTO)用来对以太网控制器RTL8019AS 的中断请求作响应。
74LS373 用作P0 口分时复用的16 位低位地址锁存器。外部数据存储器62256 内含32K的8 位存储单元，其片选引脚CS (20)接单片机的A15。62256 内部存储器寻址通过单片机的低15 位地址线AO^}A14。所以外部数据存储器62256 的单片机寻址范围为0000~7FFF。
AT89C55 没有I2C 总线接口，所以只能用单片机虚拟I2C 总线方式工作，由于总线上只有一个单片机作为主节点，因此系统设计为单主方式下的虚拟I2C 总线。在这种方式下，虚拟I2C 总线只有主发送和主接收两种操作， AT24C02 的写读程序如下：
① 写 AT24C02 子程序AT24C02_ W
NUMBYT：被传送字节数N 的存放单元、NUM：被传送字节数N， SUBADR:AT24C02 中要存放的数据首地址、VSDA：虚拟总线的数据线、VSCL：虚拟总线的时钟线、SLAW：写寻址字节、MTD：发送数据缓冲区首地址。
AT24C02_W： NUMBYT. #NUM ;将被传送的字节数N 写入NUMBYT 中
MOV SLA. #SLAW ;写地址送到SLA 中
LCALL WRNBYT ;调用N 字节的写入子程序
RET
② 读 AT24C02 子程序AT24C02_ R。
AT24C02 的指点地址的读和它的写有些不同，指点地址的读是要求在指定的字地址读出一个字节数据的操作，由于是要在指定的资地址，所以要先写一个字地址，然后重复起始状态，读入一个数据字节。
AT24C02 R:MOV MTD. SUBADR ：将数据首地址送到发送数据缓冲区
MOV SLA. #SLAW ：将写地址送到SLA 中
MOV NUMBYT，#1
LCALL WRNBYT ;调用N 字节的写入程序
MOV SLA，#SLAR ;将读地址送到SLA 中
MOV NUMBYT， #NUM ;从AT24C02 中读出子程序
RET
2.2 SAA1064 LED 驱动控制器
SAA1064 是PHILIPS 公司生产的I2C 总线接口的LED 驱动控制器件，它为双极型集成电路，有2X8 位输出驱动接口，可静态驱动2 位8 段LED 显示器或动态4 位8 段LED 显示器。AT89C55 的P1 口的P1. 1 和P1. 2 引脚模拟I2C 总线与SAA1064 的SCL 和SDA 连接，P1~P8， P9~P16 分别各自连接两个数码管的abcdefgh 端，CEXT 外接2. 7nF 电容，模拟引脚地址端ADR 引脚接地，器件可读地址为SLAR=71H，可写地址为SLAW=70H。
SAA1064 除了具有LED 驱动控制的写操作外，还有可以反映系统上电标志的读操作，但是，由于在本论文中只需用到SAA1064 的显示驱动控制功能，所以这里只讨论其写入操作。SAA1064 的写入数据操作格式为：
SLAW +SUBADR +COM +data 1+data2+data3+data4
其中SUBADR 为SAA1064 片内地址单元首地址，COM 为SAA1064 的控制命令，datal~data4 为动态显示方式的4 个LED 的共阴极段选码。
2.3 系统A/D 和D/A 转换
PCF8591 是PHILIPS 公司生产的具有I2c 总线接口的8 位A/D 和D/A 转换器。器件由单一的电源供电，COMS 工艺;有4 路A/D 转换模拟输入、1 路D/A 转换输出;A/D 转换为逐次比较型;输入输出部分有采样/保持电路;最大的转换速率与I2c 总线传输率有关;A/D 和D/A转换的基准电源由外部供给。PCF8591 也是采用典型的I2c 总线接口器件寻址方式。器件的地址为1001f 引脚地址为A2AlA0，方向位为R/W，因此它的器件地址及寻址字节为1001A2A1A0R/W。
AT89C55 的P1 口的P1. 1 和P1. 2 引脚模拟I2c 总线与PCF8591 的SCL 和SDA 连接，
PCF8591 使用内部时钟电路，所以EXT 引脚接地，OSC 作为内部时钟输出端悬空，将A2， A1和A0三个引脚接地，所以器件可读地址为SLAR=91H，可写地址为SLAW=90H。
PCF8951 的DAC 数据操作程序代码如下：
DAC 数据操作程序
PCF8951_ DAC： MOV MTD， #COM
CF8951 控制命令COM 入MTD
MOV R0， #MTD
INC RO
MOV @R0， A;D/A 转换数据入MTD + 1
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CF8951 控制命令COM 入MTD