根据TCP/IP的浮标网络通信系统设计策略

文章摘要：1.2 TCP/IP协议栈W3100A简介W3100A是一种TCP/IP协议栈芯片，它包含了TCP、IP Ver.4、UDP、ICMP、ARP等Internet协议和DLC、MAC以太网协议。其功能框图如图 3所示。W3100A芯片由4部分组成：微控器接口单元、网络协议引擎、双口RAM及网络物理层介质开关接口MII(Media Independent Interface)单元。W3100A支持全双工20Mbps的数据通信，并可同时支持4个独立的网络连接；提供16KB的数据缓冲双口SRAM；采用0.35μm的CMOS工艺，64引脚LQFP封装；采用3.3V电源电压，其I/O接口兼容了5V的数字逻

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　　1.2 TCP/IP协议栈W3100A简介

　　W3100A是一种TCP/IP协议栈芯片，它包含了TCP、IP Ver.4、UDP、ICMP、ARP等Internet协议和DLC、MAC以太网协议。其功能框图如图 3所示。W3100A芯片由4部分组成：微控器接口单元、网络协议引擎、双口RAM及网络物理层介质开关接口MII(Media Independent Interface)单元。W3100A支持全双工20Mbps的数据通信，并可同时支持4个独立的网络连接；提供16KB的数据缓冲双口SRAM；采用0.35μm的CMOS工艺，64引脚LQFP封装；采用3.3V电源电压，其I/O接口兼容了5V的数字逻辑电平，可非常方便地与MCU和DSP接口连接。

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　　3、软件设计

　　3.1 MSP430总线读写

　　W3100A有专门的微控制器接口与MCU相连，其总线操作类似于MCU对外部存储器的读写。但MSP430微控制器没有专门的外部扩展总线接口，所以这里采用通用端口模拟外部扩展总线端口。对于W3100A的访问要依照其读写时序进行操作，如图 7、图 8所示，可将读写程序作为函数在主程序中调用。

　　下面列举了部分读总线程序：

　　写总线过程与读总线类似，不同的是将P4端口设为输出状态，并操作写有效（/WE）。要注意的是/WE恢复到高电平时的上升沿触发数据写入。

　　3.2 网络传输控制

　　通过Wiznet公司为W3100A专门提供的Socket API函数，可使网络通讯的软件设计更加方便。首先初始化W3100A的网络设置，即在相应的寄存器中设置默认网关、子网掩码、本机物理地址和IP地址，然后建立Socket连接以实现通讯。整个过程与Windows Socket编程十分类似。

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　　建立TCP连接的流程如图 9所示。首先完成芯片的TCP/IP初始化，设置相应通道如0通道的协议选择寄存器C0_SPOR为0X01；选择TCP协议，执行通道0命令寄存器C0_CR中的sock_init命令位， 同时将C0_TW_PR、C0_TR_PR及C0_TA_PR置成同一值；然后执行C0_CR的connect和listen命令位，此时TCP连接就建立起来。

　　W3100A内部的16KB的双口RAM作为数据发送和接收缓冲。其中0x4000～0x5FFF的地址空间是发送数据缓冲区，0x6000～0x7FFF的地址空间是接收数据缓冲区。MCU程序将要发送的数据写入发送缓冲区，并从接收缓冲区读出收到的数据。当成批的数据发送时，一定要先查询1次发送数据指针，从而计算出可以利用的发送缓冲区的大小。图 10示意了TCP数据发送的程序流程。数据接收的过程与发送过程类似，在此不再赘述。

　　4、测试及分析

　　功能测试的关键在于对系统的可用性及稳定性进行实验。为此，建立了一个简化通讯网络，采用PC机作为通讯网络的一个终端，浮标作为另一终端。通过测试两者间的通讯情况来实验本系统功能。

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