基于TCP/IP的网络单片机应用探讨

　　本文概述了单片机的应用范围，并从各个层面分析TCP/IP协议的内涵，探讨了怎样实现基于TCP/IP协议的网络单片机应用。

　　【关键词】CTP/lP协议单片机网络通信应用

　　1单片机的应用范围

　　随着科学技术的迅猛发展，单片机已逐渐被应用到各个领域中去。如，网络通讯、录像机、摄像机、电子宠物、计算机数据传输、导弹导航装置等不同领域内的各类电子设备中，都使用了单片机。

　　在单片机应用中，作为其存在的一个重要领域，网络单片机与其它相比，存在一定的差异，网络单片机拥有通信接口，与计算机的数据通讯较为便捷，实现了计算机与通信设备之间的有效结合与应用。目前，运用网络单片进行智能控制的通信设备，较为常见的有手机、电话机、无线对讲机等。

　　2对TCP/IP协议的理解

　　TCP/IP协议主要目的是为Internet中的数据传输提供保证，确保其数据传输的迅速与准确，通过协议的形式，实现对Internet中各个系统的相互连接。其中，TCP/IP协议主要分为应用层、传输层、网络层、链路层等四个层次。

　　（1）应用层，在网络应用层中，需要由一个明确的会话过程来满足其技术要求。如：Telnet、Ftp、Http等。在其系统内，通过单片机机进行Ethernet以及数据终端的数据传递，通过应用层，快速打包与拆报处理各类数据。

　　（2）传输层，在传输层中，以明确定义或具有特性的通道，让网络程序成功获取数据。通过传输控制协议TCP与用户数据协议UDP实现这层协议。

　　（3）网络层，通过网络层，信息能被自由传送到相连主机中。并且，CTP/lP网络被应用于每台主机中，在进行各网络的相互连接时，需要以提供相应ARP地址的形式对协议作出解释，进而让数据的物理地址与IP地址达成映像关系。

　　（4）链路层，在链路层中，其协议为TCP/IP协议组中的一部分，通过对同一物理网络中多个不同系统间数据传输的控制，构成的底层协议组成。

　　3基于TCP/IP的网络单片机应用

　　3.1网络单片机芯片的选择

　　关于单片机芯片的类型中，PIC单片机、ATMEL单片机、STC单片机、EMC单片机、HOLTEK单片机、松翰单片机（SONIX）、PHLIPIS51LPC系列单片机等较为普遍，而不同类型的单片机芯片存在一定差异。其中，IT公司单机片、ATMEL单片机、PHLIPIS51LPC系列单片机为51单片机，51单片机的总体性价比较高，并且其指令系统为大众所熟悉。通常情况下，选用基于51系列的单片机，能让与计算机之间进行的高效数据通讯得到更好的满足。

　　本文主要以W3150A芯片为研究对象，进行的单片机的特征分析。W3150A芯片的特征主要为一下几点：

　　（1）W3150A芯片能实现与多种接口的连接，并且具备较高的衔接性。

　　（2）应用支持硬件的TCP/IP协议，包括PPPOE、ARP、IPv4、IGMP、ICMP、UDP、TCP，以太网。

　　（3）在W3150A芯片内部存在16K字节的存储器，可进行TX/RX缓存。

　　（4）拥有MII接口与以太网物理芯片接口。

　　（5）能支持同时连接多个独立接口，为多线用户提供便利。

　　（6）能支持10BaseT/100BaseTX。

　　（7）支持ADSL连接。第八，W3150A芯片采用无钱封装，具备较强的环保性能。

　　3.2网络芯片的选择

　　对单片机芯片的选择只是网络通信中需完成的一部分，还应进行相应网络芯片的选择，通过两者的有效结合，才能满足网络通信的要求。在网络芯片中，较普遍的类型有：Realtek8201BL、nForceMCPNVIDIA/3Com、3Com905C、IntelRC82545EM、DM9000AEP/CEP等。其中CS8900网络芯片的总体性能较好，主要用于处理局域网，是由CirrusLogic公司所研发的，其封装采用100-pinTQFP，并提供了16位和8位两种类型的接口。

　　3.3网络单片机的应用

　　嵌入式TCP/IP协议的网络单片机的系统板，其性交比极高，具备低成本、硬件少、体积小、传输迅速、使用便捷等多种优点，能在网络传输系统中得到有效运用。基于TCP/IP网络单片机的运用，有着非常大的市场前景，特别是在数据的传输与采集领域内，运用空间广泛。

　　基于TCP/IP的网络单片机的应用过程主要为：首先，通过网络单片机，实现网络设备的初始化。将单片机复位后，先读取X25045中存在的网卡IP地址与物理地址，再进行网络的初始化。其次，运用网络单片机，进行数据的打包与解包。运用网络单片机，对RJ45传来的数据进行分析，对传来的ARP数据包，则需将程序转入ARP的处理程序，通过ARP协议，实现IP地址与物理地址的相互映射。如果是基于UDR协议的传输层与IP数据包，在端口正确的情况下，便能对数据包的的正确性作出分析。在进行数据解包后，便可直接将其部分数据通过串口处输出。而当网络单机片接收的数据来自串口处，则需要对数据进行打包，将其转化为UDP协议的格式，传输至CS8900网络芯片，通过其芯片将数据传送至局域网中。

　　对TCP/IP协议中传输层与网络层的处理，是基于TCP/IP协议的网络单片机的最主要任务。而对于TCP/IP协议中的链路层，主要通过CS8900网络芯片进行处理。在网络单片机运用中，经串口实现的数据输出，其输出过程中，数据未被作出任何更改，在其处理上，主要由应用层的交付用户进行，用户可结合自身要求，自由进行接收数据的处理。基于TCP/IP的网络单片机，其程序处理全过程中，包括极为完整的APR地址解析协议。同时，在网络单片机中，进行了相应的网关、子网掩码等参数设置，并且其参数具备较高的准确性。通过这些准确性较高的参数，实现了外部Internet上终端设备与基于TCP/IP的网络单片机的有效链接，最终实现数据的通信。

　　参考文献

　　[1]董炫良.基于TCP/IP的网络单片机应用[J].机电信息，2011（33）.

　　[2]郭耀泉.基于TCP/IP的单片机数据传输设计[J].湖南理工学院学报（自然科学版），2014（04）.