基于51单片机的简单web服务器硬件设计.doc
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基于51单片机的简单web服务器硬件设计,基于51单片机的简单web服务器硬件设计本文共计52页，24792字；摘要随着计算机技术与网络技术的发展和普及，以单片机为核心的小型嵌入式设备，己经在工业自动化、办公自动化和楼宇自动化等领域得到了日益广泛的应用。为了实现远程数据采集、远程监控等功能，网络化已成为新一代嵌入式系统发展的一个重要趋势。本课题是理论与实践相结...
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基于51单片机的简单WEB服务器硬件设计
本文共计52页，24792字；
摘要
随着计算机技术与网络技术的发展和普及，以单片机为核心的小型嵌入式设备，己经在工业自动化、办公自动化和楼宇自动化等领域得到了日益广泛的应用。为了实现远程数据采集、远程监控等功能，网络化已成为新一代嵌入式系统发展的一个重要趋势。
本课题是理论与实践相结合。理论部分主要是介绍嵌入式系统的概念、课题研究背景、软件开发平台protel 99SE，根据实际的需求选用具体的设计方案，最后选择适用该方案的单片机T89C51RD2、以太网控制芯片RTL8019AS。实践部分主要是掌握开发工具，设计嵌入式Web服务器模块的系统结构，搭建硬件电路模块，使用protel 99SE完成相关原理图的设计。根据设计好的原理图，对元器件进行封装和设置，转换成PCB电路板图。
关键词：嵌入式系统，Web服务器，单片机，以太网控制芯片
ABSTRACT
Along with development and popularization of computer and network technology, pocket embedded equipment with single-chip computer have already applied extensively in industrial automation, official automation and building automation etc. To realize the long-distance data-collected, control and so on, the network has become a trend of the development of new generation embedded system. It has important realistic significance and economic value to research the connection of embedded system and Internet.
目录
1 绪论………………………………………………………………....…...…………………1
1.1 嵌入式系统的概念……………………………………………………………………1
1.2 本课题研究背景………………………………………………………………………2
1.3 课题实现的意义…………………………………………………………...…….........2
2 硬件设计的相关平台……………………………………………………………...………3
2.1 EDA主流软件特点及PCB设计工具简介………………………………….…….…4
2.2 开发平台Protel 99SE软件的特性…………………………...………………………6
2.2.1 Protel 99SE的适用范围…………………………………………….…….……6
2.2.2 Protel 99SE的技术优势…………………………………………….…….……6
2.3 本课题采用的实施平台………………………………………………………………7
3 嵌入式WEB服务器的总体分析………………………………………….……...………8
3.1 嵌入式WEB服务器的实现方案…………………………………….………………8
3.1.1 嵌入式系统网络化的几种方案…………………………………..….…………8
3.1.2 实际需求问题分析……………………………………….…….………...……10
3.1.3 Internet接入问题………………………………………………….……...……11
3.2 本课程设计采用的具体方案......................................................................................13.
3.3 嵌入式WEB服务器硬件选型……………………………………………..….……14
3.3.1 硬件接口框图……………………..………………………………….……..…14
3.3.2 单片机的选型……………………………………………………...….….……14
3.3.3 以太网控制器的选型……………………………………………...….….……18
4 嵌入式WEB服务器硬件搭建………………………………………………….….……23
4.1 CPU及相关外围元器件模块………..…………...………………………….………23
4.1.1 8位单片机T89C51RD2电路……………………………………..……..……23
4.1.2 外部存储器62256电路…………………..………………………….…..……26
4.1.3 单片机外扩AT16V8可编程逻辑器件……………………………...….….…27
4.1.4 锁存器74HC573的电路……………………………………..……...…..……28
4.2 以太网控制器RTL8019AS模块...............................................................................29
4.2.1内部RAM地址空间和I/O地址分配...............................................................29
4.2.2 主要引脚功能.....................................................................................................30
4.2.3 以太网接口电路工作方式.................................................................................31
4.2.4 RTL8019AS的DMA操作.................................................................................31
4.2.5 RTL8019AS与单片机的连接............................................................................33
4.3 接入电路模块…………………………………...…………………….....……......…34
4.3.1 单片机外扩X25045 E PROM电路图…………………………..…......……35
4.3.2 单片机UART串口电平转换MAX232电路图……………………….......…36
4.3.3 网络变压器RH61101G......................................................................................37
4.3.3 以太网接口RJ－45硬件接线图…………………………………….......……37
5 嵌入式WEB服务器的PCB图设计………………………………………….......….…39
5.1 元件封装……………………………………................………………….........….…39
5.2 电气规则检查..............................................................................................................40
5.2 网络表生成…………………………………………………………………..............41
5.3 电路PCB板布线和设置……………………….……………………..............…….42
5.4 PCB电路板图……………………………………...……………….….........…….…44
6 总结………………………………………………………………....................................46
致谢……………………………………………………………………...…........……….…47
参考文献………………………………………………………...…………….......…….….48
部分参考文献：
[1] DOUGLAS E.COMER. 用TCP/IP进行网际互联（第三版）第二卷[M]. 北京：电子工业出版社,2001.
[2] (美)JEAN J LABROSSE著，袁勤勇等译. 嵌入式系统构件（原书第2版）[M].
北京：机械工业出版社,2002.2.
[3] 胡大可，李培弘，方路平.基于单片机8051的嵌入式开发指南¬[M].北京：电子工业出版社,2003.1.
[5] JOE CASAD,BOB WILLSEY. Sam Teach Yourself TCP/IP in 24 Hours[M]. 北京：机械工业出版社,1999.04.
[6] 李玉峰，倪虹霞. MCS-51系列单片机原理与接口技术[M]¬.北京：人民邮电出版社,2004.5.
本文共计52页，24792字；
摘要
随着计算机技术与网络技术的发展和普及，以单片机为核心的小型嵌入式设备，己经在工业自动化、办公自动化和楼宇自动化等领域得到了日益广泛的应用。为了实现远程数据采集、远程监控等功能，网络化已成为新一代嵌入式系统发展的一个重要趋势。
本课题是理论与实践相结合。理论部分主要是介绍嵌入式系统的概念、课题研究背景、软件开发平台protel 99SE，根据实际的需求选用具体的设计方案，最后选择适用该方案的单片机T89C51RD2、以太网控制芯片RTL8019AS。实践部分主要是掌握开发工具，设计嵌入式Web服务器模块的系统结构，搭建硬件电路模块，使用protel 99SE完成相关原理图的设计。根据设计好的原理图，对元器件进行封装和设置，转换成PCB电路板图。
关键词：嵌入式系统，Web服务器，单片机，以太网控制芯片
ABSTRACT
Along with development and popularization of computer and network technology, pocket embedded equipment with single-chip computer have already applied extensively in industrial automation, official automation and building automation etc. To realize the long-distance data-collected, control and so on, the network has become a trend of the development of new generation embedded system. It has important realistic significance and economic value to research the connection of embedded system and Internet.
目录
1 绪论………………………………………………………………....…...…………………1
1.1 嵌入式系统的概念……………………………………………………………………1
1.2 本课题研究背景………………………………………………………………………2
1.3 课题实现的意义…………………………………………………………...…….........2
2 硬件设计的相关平台……………………………………………………………...………3
2.1 EDA主流软件特点及PCB设计工具简介………………………………….…….…4
2.2 开发平台Protel 99SE软件的特性…………………………...………………………6
2.2.1 Protel 99SE的适用范围…………………………………………….…….……6
2.2.2 Protel 99SE的技术优势…………………………………………….…….……6
2.3 本课题采用的实施平台………………………………………………………………7
3 嵌入式WEB服务器的总体分析………………………………………….……...………8
3.1 嵌入式WEB服务器的实现方案…………………………………….………………8
3.1.1 嵌入式系统网络化的几种方案…………………………………..….…………8
3.1.2 实际需求问题分析……………………………………….…….………...……10
3.1.3 Internet接入问题………………………………………………….……...……11
3.2 本课程设计采用的具体方案......................................................................................13.
3.3 嵌入式WEB服务器硬件选型……………………………………………..….……14
3.3.1 硬件接口框图……………………..………………………………….……..…14
3.3.2 单片机的选型……………………………………………………...….….……14
3.3.3 以太网控制器的选型……………………………………………...….….……18
4 嵌入式WEB服务器硬件搭建………………………………………………….….……23
4.1 CPU及相关外围元器件模块………..…………...………………………….………23
4.1.1 8位单片机T89C51RD2电路……………………………………..……..……23
4.1.2 外部存储器62256电路…………………..………………………….…..……26
4.1.3 单片机外扩AT16V8可编程逻辑器件……………………………...….….…27
4.1.4 锁存器74HC573的电路……………………………………..……...…..……28
4.2 以太网控制器RTL8019AS模块...............................................................................29
4.2.1内部RAM地址空间和I/O地址分配...............................................................29
4.2.2 主要引脚功能.....................................................................................................30
4.2.3 以太网接口电路工作方式.................................................................................31
4.2.4 RTL8019AS的DMA操作.................................................................................31
4.2.5 RTL8019AS与单片机的连接............................................................................33
4.3 接入电路模块…………………………………...…………………….....……......…34
4.3.1 单片机外扩X25045 E PROM电路图…………………………..…......……35
4.3.2 单片机UART串口电平转换MAX232电路图……………………….......…36
4.3.3 网络变压器RH61101G......................................................................................37
4.3.3 以太网接口RJ－45硬件接线图…………………………………….......……37
5 嵌入式WEB服务器的PCB图设计………………………………………….......….…39
5.1 元件封装……………………………………................………………….........….…39
5.2 电气规则检查..............................................................................................................40
5.2 网络表生成…………………………………………………………………..............41
5.3 电路PCB板布线和设置……………………….……………………..............…….42
5.4 PCB电路板图……………………………………...……………….….........…….…44
6 总结………………………………………………………………....................................46
致谢……………………………………………………………………...…........……….…47
参考文献………………………………………………………...…………….......…….….48
部分参考文献：
[1] DOUGLAS E.COMER. 用TCP/IP进行网际互联（第三版）第二卷[M]. 北京：电子工业出版社,2001.
[2] (美)JEAN J LABROSSE著，袁勤勇等译. 嵌入式系统构件（原书第2版）[M].
北京：机械工业出版社,2002.2.
[3] 胡大可，李培弘，方路平.基于单片机8051的嵌入式开发指南¬[M].北京：电子工业出版社,2003.1.
[5] JOE CASAD,BOB WILLSEY. Sam Teach Yourself TCP/IP in 24 Hours[M]. 北京：机械工业出版社,1999.04.
[6] 李玉峰，倪虹霞. MCS-51系列单片机原理与接口技术[M]¬.北京：人民邮电出版社,2004.5.
