2.3 系統A/D 和D/A 轉換

　　PCF8591 是PHILIPS 公司生產的具有I2c 總線接口的8 位A/D 和D/A 轉換器。器件由單一的電源供電，COMS 工藝;有4 路A/D 轉換模擬輸入、1 路D/A 轉換輸出;A/D 轉換為逐次比較型;輸入輸出部分有采樣/保持電路;最大的轉換速率與I2c 總線傳輸率有關;A/D 和D/A轉換的基準電源由外部供給。PCF8591 也是采用典型的I2c 總線接口器件尋址方式。器件的地址為1001f 引腳地址為A2AlA0，方向位為R/W，因此它的器件地址及尋址字節為1001A2A1A0R/W。

　　AT89C55 的P1 口的P1. 1 和P1. 2 引腳模擬I2c 總線與PCF8591 的SCL 和SDA 連接，PCF8591 使用內部時鐘電路，所以EXT 引腳接地，OSC 作為內部時鐘輸出端懸空，將A2, A1和AO 三個引腳接地，所以器件可讀地址為SLAR=91H，可寫地址為SLAW=90H。

　　PCF8951 的DAC 數據操作程序代碼如下：

　　DAC 數據操作程序

　　PCF8951_ DAC: MOV MTD, #COM ;PCF8951 控制命令COM 入MTD

　　MOV R0, #MTD

　　INC RO

　　MOV @R0, A;D/A 轉換數據入MTD + 1

　　MOV SLA, #SLAW;指向PCF8951 節點寫地址

　　MOV NUMBYT, #2;寫入兩個字節COM 和A

　　LCALL WRNBYT

　　RET

　　2.4 以太網芯片的擴展

　　本系統網絡芯片使用的是RTL8019AS芯片，RTL8019AS是***REALTEK公司生產ISA接口的通用以太網控制器。RTL8019AS 的硬件連接主要涉及三部分:第一部分是RTL8019AS工作模式及相關配置，其配置包括:RTL8019AS 的工作方式選擇、總線方式、I/0 基址設置、中斷線選擇、傳輸介質選擇、BROM(自舉程序存儲器)的容量和基址設置。第二部分是與MCU 的連接。第三部分是傳輸介質的連接，其電路圖如圖2 所示。

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　　3． 系統軟件設計

　　網絡化數據采集系統的軟件部分設計，大體可分為三個部分:底層以太網數據的收發、TCP/IPv6 協議功能的實現，以及用戶應用軟件的實現。其中，在用戶應用軟件部分的設計中主要是采用的是匯編語言來描述的，它主要完成數據采集系統的采集參數設置、數據的采集、數據的保存，以及數據的顯示等，系統軟件部分三個模塊之間的關系結構圖如圖3 所示。

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　　在網絡化數據采集系統的設計中，底層網絡數據的收發采用的是以太網為物理媒介，在Internet 的通明傳輸中采用的是TCP/IPv6 為通信協議來搭建的。系統在測控的局域網中，通過使用一臺路由器來實現與外部Internet 的連接。這樣做，一來保證了內部測量儀器、傳感器等電子設備的安全性，對外部的訪問可以進行過濾，防止了來自因特網的惡意破壞;二來，在網絡通訊中的許多繁雜的工作不需要在現場設備端實現，現場設備的TCP/IPv6 協議棧設計的工作量可大大降低。一般只要實現基本的IPv6, ICMPv6 和UDP 就可以工作了。

　　此外，數據采集系統與遠方控制站之間的通訊采用了客戶/服務器模型，即數據采集系統為服務器，控制站為客戶機。客戶機向服務器發送數據傳送請求、采集系統的參數設置等;服務器根據客戶機的請求提供一些特定的服務，比如返回數據、某端口狀態等，網絡數據采集流程如圖4 所示。

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　　4． 總結

　　本文創新點：在 8 位嵌入式系統中實現IPv6 協議的網絡互聯。Internet 的IPv6 網絡層協議目前還是一個比較新鮮的事物，并不為多數人所知，嵌入式系統在這幾年的快速成長后，已成為時代的新寵，雖然它實現的方式和采用的方法各有千秋，但相對而言它已具備了比較完善的設計思想。論文將IPv6 協議引入到目前流行的嵌入式Internet 系統的研究熱潮中，大膽使用性能優良但價格低廉的8 位MCU 作為網絡協議實現的載體。

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