基于μC/OSⅡ的嵌入式以太網控制系統的設計
彭 輝,蔣 武
中南大學信息科學與工程學院,湖南長沙
摘 要:近年來,以太網技術與嵌入式技術的融合,使以太網技術開始應用于工業控制。本文為設計一個滿足工業控制對實時性、穩定性和可靠性要求的以太網控制系統提供了一套性價比高、通用性強的解決方案。先介紹了ARM內核的微控制器LPC2368的以太網接口的硬件設計原理,并闡述了實時操作系統μC/OSⅡ移植的過程。接著簡要的分析了μC/TCPIP協議棧的架構以及各層次之間的依賴關系,在此基礎上詳細分析了NIC驅動程序的設計方法和程序流程。較后對系統進行了測試,并應用于遠程直流電機調速。結果表明,本系統穩定可靠、響應時間短、比傳統的串口通信具有更高的帶寬和傳輸距離,能夠實現工業現場控制層與企業信息管理層的無縫連接。
關 鍵 詞:以太網;μC/OSⅡ;μC/TCPIP;NIC
1 引 言
以太網及TCP/IP通信技術在全球獲得了巨大成功,深刻的影響了人們的生活方式。近年來,以太網技術與嵌入式技術的融合,使以太網技術開始應用于工業控制系統。本文的以太網控制系統基于飛利浦公司的ARM7微控制器LPC2368,在軟件設計上采用了實時操作系統μC/OSⅡ[1],并引入了針對嵌入式應用的μC/TCPIP協議棧,在此基礎上詳細分析了NIC驅動程序的設計與實現。較后對系統進行了測試,并將其應用于遠程直流電機調速系統。與傳統的以太網接口設計相比[3],本文在器件選型、電路設計、操作系統選取和驅動程序設計上充分考慮了工業控制對實時性、穩定性和可靠性的要求,克服了傳統以太網技術難以滿足控制系統要求準確定時通信要求的缺點。
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