基于W3100A的IP荷重传感器设计

文章摘要： 芯片内部提供512 B的控制寄存器存储空间和16 KB的数据存储缓冲器。其中8 KB传输数据缓冲器供Mcu传输数据用，MCU只能写而不能读；8 KB接收数据缓冲器供MCU接收数据用，MCU只能读而不能写。芯片提供寄存器供MCU访问，具体的寄存器分类如下；控制寄存器(命令、状态及中断)；系统寄存器(网关地址、子网掩码、IP地址等)；用于数据收、发的指针寄存器；通道操作的通道寄存器。各寄存器功能和地址参阅文献。3.2 硬件接口及其数据传输 W3100A提供了并口和串口两种方式实现与MCU的通信。图3为基于12C的串口连接方式。其中MCU为传感器中的处理器，以太网物理层设备选用RTIL

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    芯片内部提供512 B的控制寄存器存储空间和16 KB的数据存储缓冲器。其中8 KB传输数据缓冲器供Mcu传输数据用，MCU只能写而不能读；8 KB接收数据缓冲器供MCU接收数据用，MCU只能读而不能写。芯片提供寄存器供MCU访问，具体的寄存器分类如下；控制寄存器(命令、状态及中断)；系统寄存器(网关地址、子网掩码、IP地址等)；用于数据收、发的指针寄存器；通道操作的通道寄存器。各寄存器功能和地址参阅文献。

3.2 硬件接口及其数据传输
    W3100A提供了并口和串口两种方式实现与MCU的通信。图3为基于12C的串口连接方式。其中MCU为传感器中的处理器，以太网物理层设备选用RTIL8201芯片。W3100A提供MII接口与RTL820l相连，其中引脚RX_CLK、RXDV、RXD[3；O]以及COL用于数据的接收，而TX_CLK、TXE、TXD[3：O]用于数据的发送。MCU中提供模拟的I2C接口与W3lOOA通信。I2C是串行通信总线方式，由数据线SDA和时钟线SCL配合完成通信。

    TCP连接分主动连接(TCP客户机模式)和被动连接(TCP服务器模式)。本文主要用到TCP被动连接方式，具体过程如图4所示。首先，要完成芯片的TCP／IP初始化，初始化主要是对必要的寄存器进行相应的设置。这些寄存器包括GAR、SMR、SHAR以及SIPR等。

    上述寄存器被设置后通过执行控制寄存器CO_CR的0位Sys_init激活芯片。其次，设置相应通道，如0通道，的协议选择寄存器C0_SOPR为0X01，选择TCP协议。执行通道O控制寄存器CO_CR中的Socket_Init，同时将C0_Tw_PR、C0_TR_PR及CO_TA_PR置成同一值。然后执行C0_CR的Connect和Listen命令位，TCP连接建立。

    TCP数据传送和接收要在连接建立后才能进行，通过设置RMSR和TMSR来规定数据缓冲器空间大小。TCP数据传送过程是通过使用C0_TW_PR、CO_TA_PR来进行的，它们的初始值相同。然后MCU根据要传送数据的多少增加C0_TW_PR的值。最后，C0_TW_PR、C0_TA_PR两者之差为空闲数据缓冲器空间大小，执行传送命令，同时增加C0_TA_PR的值，数据传送完毕后它们的值又相同。

4 传感器系统软件设计
    IP荷重传感器的工作流程是：首先采集荷重信号，其次将信号进行A／D转换后将结果存储在EEPROM中，并可将信号和处理结果嵌入到存储在EEPROM中的事先定制好的网页中供客户机通过Internet访问，同时在本机LCD上显示荷重信号的数据。W31130A的工作方式类似于Windows的Socket API，因此程序是在Cygnal公司的集成开发环境下，把仪器作为服务器，基于Socket API用C语言编写的。对C8051F021而言，由于是用W3100A来完成TCP协议，其程序简单了许多。通信主程序流程如图5所示。

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