基于μC/OSⅡ的嵌入式以太網(wǎng)控制系統(tǒng)的設(shè)計
彭 輝,蔣 武
中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院,湖南長沙
摘 要:近年來,以太網(wǎng)技術(shù)與嵌入式技術(shù)的融合,使以太網(wǎng)技術(shù)開始應(yīng)用于工業(yè)控制。本文為設(shè)計一個滿足工業(yè)控制對實(shí)時性、穩(wěn)定性和可靠性要求的以太網(wǎng)控制系統(tǒng)提供了一套性價比高、通用性強(qiáng)的解決方案。先介紹了ARM內(nèi)核的微控制器LPC2368的以太網(wǎng)接口的硬件設(shè)計原理,并闡述了實(shí)時操作系統(tǒng)μC/OSⅡ移植的過程。接著簡要的分析了μC/TCPIP協(xié)議棧的架構(gòu)以及各層次之間的依賴關(guān)系,在此基礎(chǔ)上詳細(xì)分析了NIC驅(qū)動程序的設(shè)計方法和程序流程。較后對系統(tǒng)進(jìn)行了測試,并應(yīng)用于遠(yuǎn)程直流電機(jī)調(diào)速。結(jié)果表明,本系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、響應(yīng)時間短、比傳統(tǒng)的串口通信具有更高的帶寬和傳輸距離,能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場控制層與企業(yè)信息管理層的無縫連接。
關(guān) 鍵 詞:以太網(wǎng);μC/OSⅡ;μC/TCPIP;NIC
1 引 言
以太網(wǎng)及TCP/IP通信技術(shù)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(wǎng)技術(shù)與嵌入式技術(shù)的融合,使以太網(wǎng)技術(shù)開始應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)。本文的以太網(wǎng)控制系統(tǒng)基于飛利浦公司的ARM7微控制器LPC2368,在軟件設(shè)計上采用了實(shí)時操作系統(tǒng)μC/OSⅡ[1],并引入了針對嵌入式應(yīng)用的μC/TCPIP協(xié)議棧,在此基礎(chǔ)上詳細(xì)分析了NIC驅(qū)動程序的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)。較后對系統(tǒng)進(jìn)行了測試,并將其應(yīng)用于遠(yuǎn)程直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的以太網(wǎng)接口設(shè)計相比[3],本文在器件選型、電路設(shè)計、操作系統(tǒng)選取和驅(qū)動程序設(shè)計上充分考慮了工業(yè)控制對實(shí)時性、穩(wěn)定性和可靠性的要求,克服了傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)難以滿足控制系統(tǒng)要求準(zhǔn)確定時通信要求的缺點(diǎn)。
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