图3．4．5 W3150A+电路连接
在图3．4．5中，W3150A+的第4、12、56、59、60引脚是内部测试引脚，在正常使用时要将其接地。VOUT引脚是W3150A+的1．8V电源输出引脚，在本设计中将这个输出作为W3150A+I为核的电源，其中O．1心和lO心两个电容起滤波作用。由于W3150A+的AVIN引脚(模拟电源输入)要求电源纹波小，所以将W3150A+的两个1．8V输入电源之间加个磁珠隔离。FDPLX(全／半双工选择)是W3150A+全双工／半双工模式的选择引脚，在本设计中将此引脚接地，选择W3 150A+工作在全双工模式下。INT是W3150A+的中断输出引脚，与LPC2378的外部中断输入EINTl引脚相连，在SOCKET连接成功、断开连接、接收到数据、超时等都会产生中断通知MCU。
3．4．3交换机控制器配置和电路设计
由于终端控制器网络系统仅需要用到交换机控制器的基本功能，所以在硬件设计时采用引脚来配置交换机控制器的内部寄存器，实现交换机控制器的相关功能设置。 3．4．3．1 PORT4口设置
交换机芯片I盯L8305SC的PORT4 121的使用是比较灵活的，可以通过配置在不同的模式下工作。在本系统的设计中，配置RTL8305SC工作在单MII接口的PHY模式MII下，全双工，1 00Mbps。PORT4具体的配置见表3．4．3。 表3．4．3 RTL8305SC的PORT4口配置
引脚名 引脚号 功能描述 本系统配置
DlSDUALMII 42 单双接口选择 选择为单Mll接口，DISDUALMII
1：工作状态为单MII接口 引脚接高电平或悬空(内部上拉) 0：工作状态为双MII接口
P4MODE[1：O】 44，45 工作模式选择 选择为PHY模式MII，P4MODE0
1l：UTP／MAC模式MII： 引脚接高电平或悬空(内部上拉)，
10：100Base．FX模式： P4MODEl引脚接地 01：PHY模式MⅡ； 00：PIP／模式SNI
P4LNKSl'A 49 连接指示状态 配置配置为连接指示状态，
l：不连接 P4LNKSTA接地。 0：连接
P4DUPSlA 48 工作状态配置 选择为全双工
1：是全双工 P4DUPSTA引脚接高电平或悬空 0：是半双工 (内部上拉)
P4SPDSTA 47 速度配置 选择为100Mbps
l：100Mbps P4SPDSTA引脚接高电平或悬空
0：lOMbps (内部上拉)
P4FLCTRL 46 流量控制 使能流量控制
l：使能流量控制 P4FLCTRL引脚接高电平或悬空 0：不使能流量控制 (内部上拉)
3．4．3．2交换功能配置
PORT4口配置是控制PORT4目的工作模式，对交换机控制器的其它功能的设置是通过交换功能配置来完成的。交换功能配置主要是选择芯片工作模式，对端口进行分组等。表3．4．4是本系统的交换功能配置。
表3．4．4交换功能配置
引脚名 引脚号 功能描述 本系统配置
EN_AUTOXOVER 69 使能自动交叉功能，即接收发送 配置不使能自动交叉
引脚交换 EN—。AUTOXOVER 1：使能 引脚接地 O：不使能
EN——RST——BLNK 71 使能复位闪烁。复位后LED闪烁， 配置为使能复位闪
可用于诊断LED灯 烁，EN RST BLNK l：使能 引脚接高电平或悬空 O：不使能
BCInDrop 113 广播输入丢弃 选择为使用广播输出
l：使用广播输入 丢弃机制丢弃机制，BCInDrop O：使用广播输出丢弃机制 引脚接地
Maxl536 114 最大帧长度 选择最长帧1536字
I：1536字节 节
0：1552字节 Maxl536引脚接高电
平或悬空(内部上拉)
SetGroup 95 设置PORTl分组 配置Porto和portl属
1：PORTO属X组，PORTl，2，3 于X组，SetGroup引 属Y组 脚接低电平0：嗍0和PORT
PORT2和PORT 3属Y组
GxMode 96 X组操作类型 选择为UTP模式，
l：UTP模式 GxMode引脚接高电 0-FX模式 平或悬空(内部上拉)
1属X组，
3．4．3．3与协议栈芯片电路连接
MII总线通常用于不同类型的PHY与相同网络控制器相连接。本系统中RTL8305SC通过MII总线与W3150A+连接。RTL8305SC与W3150A+的电路连接如图3．4．6所示：TXD0
3．5本章小结
本章通过对系统运行现场状况以及结合工程实际应用，选择了ARM微控制器LPC2378作为主控制器芯片，并进行了微控制器单元设计；利用ARM的片上资源进行了系统功能接口的设计；同时进行以太网接口的设计，在以太网接口设计中采用了硬件协议栈加交换机控制器芯片的方案，并给出详细的电路实现，包括W3150A+的电路设计，RTL8305SC的PORT4口配置、交换功能配置设计。
4多电梯远程控制系统终端控制器软件设计
数据协议转换和备份通路环网的管理是本终端控制器网络系统软件的两大主要功能。其中数据协议转换模块将接收到的数据按照特定的要求通过以太网传输给网络上的其它节点。而备份通路环网的管理模块则在系统初始化阶段确定断开环网开关的节点，完成网络结构的搭建。当网内某处的发生物理故障时，能及时启用备份通路，完成故障状态下网络的重建。
本系统软件设计采用C语言开发在ADSl．2环境下开发，终端控制器网络系统的软件设计采用了嵌入式开发常用的前后台系统。软件设计方法主要是将软件功能进行分层分模块设计。先分模块介绍功能接口的驱动设计，详细描述网络协议的实现，然后调用功能接口驱动和网络协议实现中的API，实现本系统应用层协议转换和环网管理的功能。 4．1软件整体设计
本系统的软件设计采用分层分模块的方法。这种方法的优点是降低软件的耦合性，提高软件代码的可移植性和可扩充性。在软件调试与维护过程中，如果修改其中某部分代码或者增加功能时，只对相应的部分作出修改，其它模块则不受影响。这样就大大方便了软件的维护也缩短系统的开发周期。软件整体分为应用层和驱动层两大部分：应用层调用驱动层的API实现系统的功能，驱动层提供各个功能模块实现的API。分层的设计方法，驱动层屏蔽了硬件结构的不同，而应用层可随时调用驱动层的API，并不需要考虑硬件结构。软件驱动层的设计同样采用分模块的方法，根据接口的类别分别设计了RS．232、RS--485、Modem、USB接口驱动和以太网接口五个驱动。所有接口驱动都采用中断方式来处理数据接收、发送及一些异常情况，这样能节约MCU时间，提高终端控制器数据处理的速度。由于本终端控制器各个功能接口的数据处理量很大(特别是涉及到语音和视频信号的处理时)，软件设计采用循环队列来缓冲数据的接收。循环队列只允许在队列的尾端进行插入，在头端读取元素，最早进入队列的元素最早被取出口丌。对数据接收的中断处理流程为，将接收数据写入对应的接收数据循环队列中，并置相应的数据有效标志位，供主循环程序查询。终端控制器网络系统应用层的最主要功能是：实现不同接口协议的数据向TCP／IP协议的转换。设计的思路是：如果某一接口上接收到数据，首
先分析提取出有用的数据，然后将此部分数据通过网络接口输出。本系统应用软件设计针对每个功能接口设计了独立的数据处理模块，相应得模块负责完成相应接口对上传输的数据进行处理及转换。主函数的死循环中不断轮询各个接VI的数据有效标志位，当查询到某接口的数据有效位被置位时，就调用相应的数据处理子模块，完成数据处理功能。本系统软件的结构如图4．1．1
4．2接口驱动设计
图4．1．1本系统软件结构
在第二章系统硬件设计时，设计了RS．232、RS-485、Modem、USB四种功能接口，相应需设计这些功能接口的驱动程序。由于RS一232、RS-485和Modem接口分别采用LPC2378集成的UART0／2、UARTI、UART3设计，在驱动设计时仅以UART0为例进行阐述。 4．2．1串口驱动程序设计
本串口驱动的主要功能是串口硬件的配置和初始化，并为上层应用提供函数接口。本驱动主要包含的函数有串口初始化、串口数据发送接收及串IZl中断服务程序。主要函数及功能如下：
(1)uint8 UART0_Init__(uint32 Baud，uint8 Parity，uint8 Datab，uint8 Stopb)：初始化UART0，并建立串口队列；(2)void UARTO Putch ：发送l字节数据：_(uint8 Data) (3)void UARTO Write 幸发送多字节数据；．(uint8 Data,uintl6 NByte)： (4)uint8 UARTO Oetch(void)：接收l字节数据，返回值为接收到的数据；
(5)void irq UARTO Exception(void)-中断处理函数，用于串口接收、发送数据。 在使用UARTO前必须对其初始化，这是通过调用函数UARTOInitO来实现的(一般
在任务初始化函数Targetlnit()dP调用UARTOInit0实现)。本串口驱动初始化的流程如
图
4．2．1所示：
图4．2．1初始化UART0的流程
为了减少串口驱动对MCU时间的占用，使用了中断方法来接收和发送数据。图4．2．2 所示为串口中断处理流程图： 33
图4．2．2串口中断处理流程 4．2．2 USB接口驱动设计
为了使软件可移植性强、易维护，采用分层的方法编写USB设备驱动。本USB驱 动目前只能完成从机模式(即非DMA模式)传输。分层如下：