基于ATmega128和RTL8019AS的以太網(wǎng)開(kāi)發(fā)套件-

1、基于Atmega128和RTL8019AS的以太網(wǎng)開(kāi)發(fā)套件用戶(hù)手冊(cè)V1.2Email :pfjiang782006年11月目錄1 序 (32 開(kāi)發(fā)套件 (32.1. 套件簡(jiǎn)介 (32.2. 開(kāi)發(fā)板介紹 (42.3. A VR單片機(jī)ISP在線編程器介紹 (42.4. A VR單片機(jī)JtagICE仿真器介紹 (52.5. 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境 (53 開(kāi)發(fā)板預(yù)裝程序的運(yùn)行 (63.1 ATmega128 Fuse bits的配置 (6Webserver程序的運(yùn)行。 (73.2 Nut/OS4 聯(lián)系方式及價(jià)格 (95 開(kāi)發(fā)環(huán)境的建立 (105.1 安裝WinA VR (105.2 安裝PonyProg200

2、0 (135.3 安裝Nut/OS (171 序目前嵌入式系統(tǒng)的以太網(wǎng)解決方案有多種方式。其中一種是采用32位微處理器如ARM芯片運(yùn)行嵌入式Linux或者ucLinux(針對(duì)無(wú)MMU的處理器的方式,這種方式的優(yōu)點(diǎn)是將PC機(jī)上的許多應(yīng)用移植到嵌入式系統(tǒng)比較方便,缺點(diǎn)是移植操作系統(tǒng)的過(guò)程相對(duì)復(fù)雜,另外一個(gè)缺點(diǎn)是不能很好地支持實(shí)時(shí)性應(yīng)用。比如,采用S3C4510+DM9161,或者采用S3C44B0+RTL8019等的方案。其他類(lèi)型的處理器例如ColdFire或者DSP處理器也可以結(jié)合以太網(wǎng)芯片實(shí)現(xiàn)嵌入式以太網(wǎng)解決方案。并且ColdFire或者ADI的DSP也可以運(yùn)行ucLinux操作系統(tǒng)。在一些復(fù)

3、雜的應(yīng)用系統(tǒng)中,采用這種“32位處理器+嵌入式操作系統(tǒng)+以太網(wǎng)芯片”的方式不失為一個(gè)很好的選擇。但是在一些相對(duì)比較簡(jiǎn)單的應(yīng)用中,比如以太網(wǎng)轉(zhuǎn)串口、嵌入式WEB服務(wù)器的應(yīng)用中,功能相對(duì)簡(jiǎn)單,對(duì)成本也比較敏感,采用32位處理器移植操作系統(tǒng)未免有點(diǎn)大材小用。但是可以采用8位單片機(jī)+以太網(wǎng)控制器的方案,可以很大程度上降低成本。這種方案的缺點(diǎn)是開(kāi)發(fā)者必須熟悉許多協(xié)議的細(xì)節(jié),但是現(xiàn)在網(wǎng)上也有很多公開(kāi)源碼的、針對(duì)嵌入式特點(diǎn)做過(guò)裁減的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,如基于Nut/OS的Nut/Net協(xié)議。優(yōu)點(diǎn)是成本低,開(kāi)發(fā)過(guò)程簡(jiǎn)單。另外可以運(yùn)行一些公開(kāi)源碼的嵌入式實(shí)施操作系統(tǒng)RTOS(如ucOS/II和Nut/OS。我們介紹的方案

4、就是基于A VR單片機(jī)Atmega128+RTL8019AS的8位單片機(jī)以太網(wǎng)解決方案。參考此方案,您可以很容易地實(shí)現(xiàn)嵌入式Webserver,以太網(wǎng)轉(zhuǎn)串口模塊等。本文介紹的方案參考了網(wǎng)上的軟硬件開(kāi)源項(xiàng)目Ethernut的1.3g的版本,并針對(duì)此方案進(jìn)行了一些改動(dòng)。一方面降低了成本,另一方面把一些不常用的器件換成常用器件,方便參考此方案的工程師進(jìn)行DIY。關(guān)于Ethernut的信息請(qǐng)參考www.ethernut.de。由沈文主編的A VR單片機(jī)C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)應(yīng)用實(shí)例-TCP/IP篇介紹了Ethernut和對(duì)Nut/OS的移植。我們提供了兩個(gè)版本的Ethernut1.3g兼容的以太網(wǎng)開(kāi)發(fā)板,一個(gè)版本

5、能采用DIP的芯片部分全部采用DIP芯片,方便DIY的工程師進(jìn)行焊接調(diào)試;另一個(gè)將全部芯片采用SMT表貼封裝的形式,方便在設(shè)備小型化時(shí)使用。2 開(kāi)發(fā)套件2.1. 套件簡(jiǎn)介此開(kāi)發(fā)套件包括:基于A VR單片機(jī)Atmega128和RTL8019AS的開(kāi)發(fā)板,可以運(yùn)行公開(kāi)源碼的免費(fèi)Nut/OS嵌入式操作系統(tǒng)(其包含的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議桟Nut/Net支持TCP、UDP、IP、ARP、HTTP、FTP等多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。此ATmega128+RTL8019以太網(wǎng)開(kāi)發(fā)板與Ethernut1.3g兼容。并提供表貼或者DIP兩種選擇。另外更增加了RS485接口,可以對(duì)以太網(wǎng)轉(zhuǎn)485進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。STK200兼容的ISP在線

6、編程器,編程軟件環(huán)境為PonyProg2000(可以在網(wǎng)上免費(fèi)下載支持包括Atmega128在內(nèi)地大多數(shù)A VR單片機(jī)的ISP在線編程。+12V電源一個(gè),并口線一條,串口線一條,交叉網(wǎng)線一條。(選配簡(jiǎn)易的A VR單片機(jī)JtagICE仿真器,可以配合A VRStudio進(jìn)行在線仿真,單步調(diào)試等。此套件包含了開(kāi)發(fā)8位單片機(jī)上網(wǎng)方案的全套開(kāi)發(fā)工具,在此基礎(chǔ)上很容易進(jìn)行基于8位單片機(jī)的以太網(wǎng)上網(wǎng)二次開(kāi)發(fā)。2.2. 開(kāi)發(fā)板介紹基于Atmega128+RTL8019AS的開(kāi)發(fā)板照片如下(表貼版本: 主要采用了如下主要器件:A VR單片機(jī)Atmega128(128KB可在線編程的Flash存儲(chǔ)器,4KB內(nèi)部

7、SRAM,4KB內(nèi)部EEPROM,+5V工作電壓,可工作于16MHz;當(dāng)此開(kāi)發(fā)板運(yùn)行Nut/OS嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)時(shí)(占用大約20K空間,還有100KB左右的空間,可以滿(mǎn)足大多數(shù)應(yīng)用程序的程序存儲(chǔ)器需要。RTL8019AS 10M以太網(wǎng)芯片;HR901170A 的物理層加RJ45接口(PHY+RJ45;外部擴(kuò)展32KB的SRAM,可滿(mǎn)足大多數(shù)應(yīng)用SRAM需求;MAX232串口電平轉(zhuǎn)換芯片。MAX485芯片進(jìn)行RS485開(kāi)發(fā)。2.3. AVR單片機(jī)ISP在線編程器介紹采用了網(wǎng)上公開(kāi)的STK200兼容的編程器。配合PonyProg2000軟件,不僅能對(duì)Atmega128,而且能對(duì)大多數(shù)A VR A

8、Tmega系列單片機(jī)編程。 編程器原理圖如下(此套件包含了一套此編程器,省去了你制板的麻煩: 2.4. AVR單片機(jī)JtagICE仿真器介紹通過(guò)串口與主機(jī)相連,通過(guò)JTAG接口線與目標(biāo)板相連,配合A VRStudio軟件可以對(duì)帶有JTAG接口的A VR單片機(jī)的目標(biāo)板進(jìn)行單步調(diào)試。 2.5. 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境編輯、編譯及鏈接軟件采用WinA VR,可以在網(wǎng)上免費(fèi)下載;下載地址:編程環(huán)境采用PonyProg2000,也可以在網(wǎng)上免費(fèi)下載。本套件提供的ISP在線編程器STK200兼容,通過(guò)并口線與主機(jī)相連,通過(guò)10芯電纜與開(kāi)發(fā)板相連,除了支持Atmega128的在線編程外,還支持其他大多數(shù)A VR單片機(jī)

9、的ISP在線編程(如Atmega8,Atmega8515等等。下載地址:也可以采用JtagICE仿真器配合A VRStudio對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程,具體方法請(qǐng)參考Atmel公司的JtagICE使用手冊(cè)。嵌入式操作系統(tǒng)采用了Nut/OS,也可以免費(fèi)下載?；贓thernut1.3g的嵌入式webserver、嵌入式FTP服務(wù)器功能都在此開(kāi)發(fā)套件中經(jīng)過(guò)驗(yàn)證。下載地址:注:請(qǐng)參考Ethernut Software Manual和Nut/OS API Reference進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)(如嵌入式webserver程序的開(kāi)發(fā)過(guò)程在Ethernut Software Manual中進(jìn)行了介紹。由沈文主編

10、的A VR單片機(jī)C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)應(yīng)用實(shí)例-TCP/IP篇也是一本詳細(xì)介紹Nut/OS的參考書(shū)。3 開(kāi)發(fā)板預(yù)裝程序的運(yùn)行開(kāi)發(fā)板預(yù)裝了Nut/OS的一個(gè)http實(shí)例程序。關(guān)于Nut/OS的編譯請(qǐng)參考Ethernut Software Manual(在第22頁(yè)有關(guān)于Nut/OS的安裝和編譯過(guò)程的詳細(xì)介紹和Nut/OS API Reference。3.1 ATmega128 Fuse bits的配置ATmega128單片機(jī)Fuse bits的出廠默認(rèn)設(shè)置如下(以下讀取、修改Fuse bits的截圖采用PonyProg2000軟件: 開(kāi)發(fā)板對(duì)以下將Fuse bits修改為如下圖: 含義如下:1將M103C位設(shè)

11、置為未編程狀態(tài)(M103C=1,即禁止ATmega103兼容模式,采用ATmega128模式。2將CKSEL3:0全部設(shè)置為未編程狀態(tài)(CKSEL3:0=1111,即禁止內(nèi)部晶振,采用外部14.7456MHz晶振。3.2 Nut/OS Webserver程序的運(yùn)行。開(kāi)發(fā)板安裝了Nut/OS的Webserver實(shí)例程序httpserv.hex,關(guān)于這個(gè)webserver例子程序的編譯過(guò)程請(qǐng)參考Ethernut Software Manual手冊(cè)。將串口線連接主機(jī)和開(kāi)發(fā)板的串口,將交叉網(wǎng)線連接主機(jī)網(wǎng)口和開(kāi)發(fā)板網(wǎng)口,開(kāi)發(fā)板上電后,會(huì)自動(dòng)采用DHCP協(xié)議等待主機(jī)分配IP地址,如果網(wǎng)絡(luò)內(nèi)沒(méi)有DHCP服務(wù)

12、器,則等待一段時(shí)間后采用默認(rèn)IP地址。默認(rèn)地址采用5,默認(rèn)子網(wǎng)掩碼。如果串口終端采用超級(jí)終端,則其配置如下(波特率115200,數(shù)據(jù)位8bit,無(wú)奇偶校驗(yàn)位,停止位1位,數(shù)據(jù)流控?zé)o: 超級(jí)終端顯示如下信息: 打開(kāi)IE瀏覽器,在IE地址欄輸入5,如下圖所示,Nut/OS webserver 例子程序運(yùn)行如下: 也可以通過(guò)ping指令測(cè)試網(wǎng)絡(luò)連通性(主機(jī)IP地址設(shè)置為192.168.192.xxx,子網(wǎng)掩碼設(shè)置為,即開(kāi)發(fā)板IP地址和主機(jī)IP地址在一個(gè)網(wǎng)段內(nèi),如下圖所示。這時(shí)會(huì)看到開(kāi)發(fā)

13、板上的狀態(tài)指示燈不停閃爍。 4 聯(lián)系方式及價(jià)格此套件包含了8位A VR單片機(jī)以太網(wǎng)解決方案的全套開(kāi)發(fā)工具。如果您有意購(gòu)買(mǎi)請(qǐng)發(fā)送郵件到pfjiang78與作者聯(lián)系。價(jià)格如下(含郵費(fèi):1. DIP版本的Ethernut1.3g兼容開(kāi)發(fā)板,配有ISP在線編程器、+12V直流電源、并口線、串口線、交叉網(wǎng)線:380元。2. 表貼版本的Ethernut1.3g兼容開(kāi)發(fā)板,配有ISP在線編程器、+12V直流電源、并口線、串口線、交叉網(wǎng)線:500元。3. (選配A VR單片機(jī)JtagICE在線仿真器:100元。下圖是DIP版本和表貼版本的對(duì)比。 5 開(kāi)發(fā)環(huán)境的建立在此部分主要介紹編輯、編譯軟件WinA VR、

14、燒錄軟件ProgProg2000、嵌入式操作系統(tǒng)Nut/OS 的安裝。5.1 安裝WinAVR1 雙擊安裝程序WinA VR-yyyymmdd-install.exe (yyyymmdd代表你在網(wǎng)上下載版本的日期標(biāo)識(shí),出現(xiàn)如下提示,單擊“OK”。 2 單擊“下一步(N”。 3 單擊“我接受(I”。 4 單擊“下一步(N”,或者指定你想安裝的目錄。 5 單擊“安裝(I”。 6 你會(huì)看到安裝的進(jìn)度許下所示。 7 單擊“完成”,恭喜你,你已經(jīng)成功安裝了WinA VR。 WinA VR安裝完成后,默認(rèn)的編輯、編譯環(huán)境是Programmers Notepad WinA VR。5.2 安裝PonyProg20001 單擊安裝文件。出現(xiàn)下圖提示,單擊“Yes”。 2 單擊“Next”。 3 選擇“I accept the agreement”并單擊“Next”。 4 指定安裝目錄并單擊“Next”。 5 單擊“Next”。基于 Atmega128 和 RTL8019AS 的以太網(wǎng)開(kāi)發(fā)套件 Email: pfjiang78 6 單擊“Install” ，開(kāi)始安裝。 7 單擊“Finish” ，完成 PonyProg2000 的安裝。 16 基于 Atmega128 和 RTL8019AS 的以太網(wǎng)開(kāi)發(fā)套件 Em