基于AVR单片机多任务嵌入式Internet系统设计
基于AVR单片机的通信系统设计
基于AVR单片机的通讯系统设计摘要在当前社会，通信技术已经深入到各行各业中。
在本次系统设计中，将通信技术与单片机技术结合，完成了一个电压信号采集及通信过程。
系统设计过程中，了解通信技术中的相关通信方式及协议，用AVR单片机完成系统功能，分别完成硬件设计、软件设计及系统测试工作，达到对整个通信系统的控制。
本文以ATMEGA8单片机为控制核心，利用直流电压信号模拟输入信号，采集输入信号，将采集到的数据经数字信号处理后传给上位机分析并保存。
工作过程：1、单片机初始化所用到的功能模块的控制字，等待上位机的开始采集命令。
2、接收到上位机的命令后，从PC0(ADC0)端口采集电压信号，完成模数转换；3、读取转换后的数据，根据A/D转换器的输入/输出关系确定实际的电压信号值；4、将电压信号值保留一位小数，进行BCD编码后，通过异步通信方式发送给上位机；5、上位机通过GUI界面将数据实时显示出来，并可人为的保存采集的结果；关键字：AVR；ATMEGA8；电压采集；通信；MAX232AbstractIn moden time, technology has been penetrated into a large number of industry，under this environment。
It is useful to design the system which combine communication-technology with SCM technology to achieve a process of collect voltage and communication。
During the period of system designing，what is communication pattern and protocol must be known，on this basis，using A VR SCM to finish the function what we need in this system，which include circuit design、software design and test work。
AVR单片机与(Enthernet以太网)网络的连接
// send a standard http response header
client.println("HTTP/1.1 200 OK");
client.println("Content-Type: text/html");
经过查资料，终于知道了平时我们所说的SPI是什么东西，原来是“串行外围设备接口”，也就是网上很多LCD显示，为什么只有6根线就可以控制显示内容的东东。在官方网上找了好久，终于把到库，下载下来以后调用进程序，终于可以顺利的编译。心里那个激动，呵呵。希望可以出现预期结果。
但是问题不是我所想的那么简单。把自己程序中的IP地址输到网站地址栏，回车。晕。居然提示：
// if we've gotten to the end of the line (received a newline
// character) and the line is blank, the http request has ended,
// so we can send a reply
//Test Code:
/*
* Web Server
*
* A simple web server that shows the value of the analog input pins.
*/
#include <Ethernet.h>
byte mac[] = { 0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED };
client.print("analog input ");
AVR单片机嵌入式系统原理与应用
学期结业心得AVR单片机嵌入式系统原理与应用学校名称：院系专业：姓名：学号：AVR单片机嵌入式系统入门通过本学期课堂上对《单片机嵌入式系统原理与应用》的学习以及在网络上获得信息，学生得知：单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
单片机的发展历史大致划分为四个阶段：第一阶段（1976—1978年）：低性能单片机的探索阶段；主要用于工业领域；第二阶段（1978—1982年）：高性能单片机阶段，与前一阶段相比它有较为丰富的指令系统，其应用范围也在扩大，并在不断的改进和发展；第三阶段（1982—1990年）：16位单片机阶段；第四阶段（1990年—至今）：微控制器的全面发展阶段，产品在尽量兼容的同时，向高速、强运算能力、寻址范围大以及小型廉价方面发展。
单片机是靠程序运行的，并且可以修改。
我们可以通过修改不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的、独特的一些功能，因为单片机必须通过你编写的程序来不断实现其高智能、高效率、以及高可靠性！而如果使用别的器件替代，则需要花费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。
目前单片机的使用已经渗透到各个领域，甚至很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
事实上单片机是世界上数量最多的计算机，现代人类所使用的几乎每件电子和机械产品中都会集成或多或少的单片机。
单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，这一切都是由于单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点所决定的。
对于平常的我们来说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，可以说是五花八门，无所不在。
基于AVR单片机的嵌入式视觉系统设计
收稿日期:2008-10-17作者简介:刘汝宁(1983-),男,广东清远人,硕士,研究方向为嵌入式视觉技术.文章编号:1673-1255(2008)06-0024-04基于AVR 单片机的嵌入式视觉系统设计刘汝宁,杨宜民,张 祺(广东工业大学自动化学院,广东 广州 510090)摘 要:研发一种新型的嵌入式视觉系统.该系统采用AV R 单片机,CM OS 图像传感器等主要器件构成系统的硬件平台,并且提出了一种新的嵌入式图像目标识别算法.实验结果表明,该系统结构简单,体积小,能够对特定颜色进行识别,实时性好,运行稳定.关键词:AV R;CM OS;目标识别中图分类号:TP 242.6+2 文献标识码:AR&D of Embedded Vision System Based on AVR MicrocontrollerLIU Ru -ning,YANG Y-i min,ZHANG Qi(Guangdong U niver sity of T echnology Faculty of A utomation,Guangz hou 510090,China)Abstract:Based on the CM OS image sensor,a new embedded vision system is designed w hich is composed of embedded controller AVR.A new arithmetic of embedded imag e object identifying is discussed.T he resultsshow that this embedded vision system has a simple structure,small volume,can rightly identify the tracked co-l or w ith the characteristics of good real time ability ,running stabilization.Key words:AVR;CM OS;object identifying 在中型组机器人足球比赛当中,当球距离机器人很近时(大概50~60cm 之内),机器人会丢失对目标红球的追踪,造成了机器人所谓的视觉盲区,这在比赛当中是非常不利的.为此提出以AVR 单片机为中心,采用Om ni Vision 公司生产的OV6620CM OS 图像传感器,搭建了视觉系统硬件平台,在机器人视觉盲区内,实现对目标红球的实时监测,弥补了全向视觉的不足,为机器人提供重要的视觉信息.1 系统总体方案图1是系统的总体框图,系统主要由图像传感器、AVR 单片机、I 2C 总线接口、USA -RT 接口组成.图像传感器负责图像的采集,采集的图像数据由AVR 单片机进行实时的读取和处理.I 2C 总线接口由AVR 单片机的T WI 模块提供.通过这个I 2C 总线接口就可以把多个系统连接起来组成一个总的系图1 系统总体框图统,对机器人360b 盲区范围进行目标监测.USART 接口主要是做调试用途,负责将单片机得到的图像数据发送到上位机,供调试软件使用.2 系统硬件设计2.1 图像传感器系统采用了Omni Vision 公司设计的OV6620CMOS 芯片作为图像传感器.OV6620是CM OS 彩第23卷第6期2008年12月光电技术应用ELECT R O-OPT IC T ECHN OL OGY A PPL ICA T IONVol.23,No.6December.2008色/黑白图像传感器.它支持连续和隔行2种扫描方式,CIF 与QCIF 2种图像格式;最高像素为352@288,帧速率为25fps;数据格式包括YUV 、YCrCb 、RGB,能够满足一般图像采集系统的要求.OV6620内部可编程功能寄存器的设置有上电模式和SCCB 编程模式.系统采用SCCB 编程模式,连续扫描,8位YU V 数据输出.2.2 AVR 单片机AVR 单片机是系统的控制中心,协调着整个系统的运作,所以必须有较高的响应速度和丰富的外设资源.系统选用ATMEL 公司设计的高性能,低功耗的8位AVR 微处理器ATmega16.它运行速度快,最高可以达到16M.它的内部资源丰富,拥有16KB 的系统内可编程Flash,512字节的EEP -ROM ,1K 字节的内部RAM ,面向字节的两线接口,2个可编程的串行U SART,可工作在主从模式的SPI 串行接口,片内模拟比较器等,并且它的开发工具简单,易于使用,价格便宜,开发资料多.因此,它不需要为系统配置额外器件,还大大降低了整个系统的成本及缩减了开发时间.2.3 AVR 单片机与CMOS 的接口AVR 单片机ATmega16与CM OS 图像传感器OV6620的连接框图如图2所示.图2 A T meg a 16与OV 6620的连接框图RGB 色彩模式容易受到光照的影响,由于机器人比赛场地上,不同位置的光照强度变化很大,所以并没有采用这种色彩模式.不同于RGB 色彩空间,YUV 色彩更能适应光照强度变化的场合,因此采用了这种色彩空间.在YU V 颜色空间中,Y 值是表示亮度,但它的变化很大,因此系统只是考虑U 、V 的值,单片机通过PA 口对OV6620的U 、V 采样值进行读取.OV6620的PCLK,H REF,VSYN 引脚分别与ATmega16PB1、PB0和PD3、PD2管脚相连.OV6620的SCCB 接口SDA 、SCL 则分别与AT -mega16的PC1、PC0连接.3 系统软件设计3.1 AVR 与CMOS 的软件接口设计OV6620的控制采用SCCB 协议.SCCB 是简化的I 2C 协议,SIO-l 是串行时钟输入线,SIO-0是串行双向数据线,分别相当于I 2C 协议的SCL 和SDA.由于I 2C 和SCCB 还是有一些细微差别[1],所以采用通用IO 模拟SCCB 总线的方式.SCL 所连接的引脚始终设为输出方式,而SDA 所连接的引脚在数据传输过程中,通过设置IODIR 的值,动态改变引脚的输入/输出方式.OV6620功能寄存器的地址为0x 00~0x50(其中不少是保留寄存器).通过设置相应的寄存器,可以使OV6620工作于不同的模式.例如设置OV6620为低分辨率、自动曝光、自动白平衡和设置帧时钟周期,需要进行如下设置:camera set register(OV 6620addr,0x14,0x 20);camera set register(OV 6620addr,0x13,0x 21);camera set register(OV 6620addr,0x12,0x 20);camera setregister(OV 6620addr,0x11,0x 02);其中,camera set register()为设置寄存器函数,它的第1个参数OV6620addr 为宏定义的芯片地址0x C0,第2个参数为片内寄存器地址,第3个参数为相应的寄存器设定值.3.2 图像数据的采集OV6620有4个同步信号:VSYNC (垂直同步信号)、FODD(奇数场同步信号)、HREF(水平同步信号)、PCLK(像素同步信号).当采用连续扫描方式时,只使用VSYNC 和HREF 、PCLK 等3个同步信号,如图2所示.系统提供2种工作模式.第一种是在线调试模式.在这种模式下,AVR 单片机通过串口向上位机25第6期 刘汝宁等:基于AVR 单片机的嵌入式视觉系统设计发送图像数据,上位机软件把图像数据转化为RGB 格式显示出来.这样可以方便程序的调试和硬件的查错.这种模式的工作流程为:初始化OV6620,设置好分辨率为176@144,帧时钟为25帧/s,使能计数器1的溢出中断,接着通过PD2口检测VSYN 是否为下降沿,若是则开始一帧图像数据的采集,由于单片机处理速度比较慢,内部的RAM 只有1K,所以每一帧图像只是采样一行的图像数据.计数器1的溢出中断表明一行数据接收的完成,在中断服务程序中设置标志位,标志着主程序可以对下一帧的下一行的图像数据进行采样.在下一帧图像到来前,AVR 还要将当前帧采样到的图像数据通过串口发送到上位机.这样发送一幅完整的图像所需要的时间为144/25=5.76s.图3为此模式的主程序流程图.图3 在线调试模式主程序流程图第二种是实时追踪模式:这是一种离线的运行模式.由于系统只需要对目标红球的监测,需要的图像像素要求并不高,所以对图像进行重采样变为44@36.每一行数据可以隔3取1.行的重采样是通过计数器0的中断来完成的,隔3取1.在读取下一行数据前,必须完成当前一行的处理,包括颜色区间划分,目标识别等.图4是它的主程序工作流程图,图5是T 0的溢出中断服务程序.图4实时追踪模式主程序流程图图5 T 0的溢出中断服务程序3.3 目标识别在进行目标识别前,必须进行颜色分类,因此采取了域值向量法[2-3].在实际应用中,原始的图像数据会存在很多的噪点,对识别造成很大的影响,为此设计了下面的一种算法.图6是它的工作流程图.做法是:首先将颜色已经分类好的U 、V 值转变为位信息,8位组成一个字节,多个字节连接起来组成行的颜色信息.将相邻的2行进行0与0运算,这样的过程不断进行,如果连续进行N 次/与0运算的值都大于0,则检测到红球,否则继续下一行数据的检测.例如下面有3行数据分别为0x 00111111,0x 11001100,0x 11110100,第1行与第2行相0与0,结果为0x 00001100,再将结果和第3行进行/与0运算,结果为0x 00000100,若设N 为3,则程序结果为发现目标,可以结束本帧图像的处理,继续下一帧的工作.当然上面只是个简化的例子.实际上对于44@36的图像数据来说,表达完整一行的图像信息需要36/8=4.5个字节,处理过程同上.26光 电 技 术 应 用 第23卷图6 目标识别算法流程图4 实验及分析图7是系统的实物图,整个硬件系统面积是4.1@3.5cm 2,双层PCB 板,系统结构简单,运行稳定.此外小面积的硬件为系统的安装带来了极大的便利.整个系统对图像的处理速度为25帧/s,满足实时性的要求.图7 系统实物图图8是不同U,V 范围值的识别效果图.图8a 中的足球是要识别的目标.当选择合适的U,V 范围值时识别的结果为图8b,否则会出现图8c 、图8d 所示出现目标图像信息的缺失.由于比赛环境的复杂变化,要想获得比较好的识别效果,必须选择合适的U,V 范围值.设置U,V 范围值必须在第一种系统工作模式下进行.图8 不同U ,V 范围值的识别效果图5 结 论详细介绍了基于AVR 单片机的嵌入式视觉系统的硬软件构成.与其他嵌入式视觉系统[4-5]相比,本系统结构更加简单、经济,更加容易实现,实时性好,体积小,整个系统达到了预期的目标.此外,本系统还可应用在智能小车,视觉监控等涉及嵌入式图像采集和处理的领域.参考文献[1] O mnV ision Cor p.Serial Camera Controls Funct ion Spec-ification[Z],2002.[2] James Bruce,T ucker Balch,M anuela V eloso.Fast andinexpensive color image segmentation for interactive robo ts [C]//Pr oc.IEEE.RSJ International Conference on Intelligent Robots and System.T akamatsu Japan,2000:2061-2066.[3] 何超,熊蓉,戴连奎.足球机器人视觉图像的快速识别[J].中国图像图形学报,2003,8(3):271-275.[4] 林文森,李钟慎,洪健.基于ARM 和CM OS 的图像采集系统设计[J].电子测试,2008,18(5):12-16.[5] 向毅,江永清,吴英,等.基于CM OS 图像传感器的嵌入式机器视觉系统[J].半导体光电,2008,29(3):440-443.27第6期 刘汝宁等:基于AVR 单片机的嵌入式视觉系统设计。
基于嵌入式操作系统与Internet网络实现智能终端控制系统的设计
基于嵌入式操作系统与Internet网络实现智能终端控制系统的设计嵌入式设备与Internet结合将代表着嵌入式技术的真正未来。
文中嵌入式网络智能控制系统将嵌入式操作系统与Internet网络相结合。
首先给出了基于Web服务器的嵌入式网络智能控制系统的体系结构；然后，设计了软件系统，并给出了嵌入式网络智能控制终端与Web服务器之间信息交换的报文格式，提出了调度服务器的参数计算方法和负载调度算法；最后，给出实验结果和结论。
1、引言随着 Internet 技术的发展、信息家电的普及应用以及EOS（Embedded Operating System）的微型化和专业化，EOS 开始从单一的弱功能向高专业化的强功能方向发展。
以基于Internet为标志的嵌入式系统，正处在迅速发展的阶段。
目前大多数嵌入式系统还孤立于Internet之外，但随着Internet的发展以及Internet技术与信息家电、工业控制技术等结合日益密切，嵌入式设备与Internet的结合将代表着嵌入式技术的真正未来。
本文所研究的嵌入式网络智能终端控制系统，以微处理系统直接与以太网连接的方式，将嵌入式操作系统和Internet 网络有机地结合起来。
以下将从嵌入式网络智能控制系统的体系结构、软件系统两部分进行阐述。
2 、嵌入式网络智能控制系统的体系结构嵌入式网络智能控制系统的应用环境与网络拓扑结构如图1所示。
图1所示的拓扑结构由嵌入式网络智能终端、调度服务器、Web服务器组、Internet主机组成。
嵌入式网络智能终端采用uCLinux操作系统［1］，该终端直接与以太网相连，将数据传送到Internet广域网的Web服务器。
调度服务器在该系统中起负载调度的作用，不至于Web服务器中的某个服务器负载过重。
Web服务器组收集嵌入式网络智能终端系统的数据，应答广域网主机的访问。
广域网中的主机可以随机访问Web服务器获取嵌入式网络智能终端的数据，有特定权限的主机并可以直接访问嵌入式网络智能终端。
avr单片机嵌入式系统原理与应用实践
avr单片机嵌入式系统原理与应用实践AVR单片机作为一种嵌入式系统，广泛应用于各种电子设备中，拥有许多优秀的特性和功能。
本文将从原理和应用两个方面，生动地介绍AVR单片机，并提供一些实践指导。
首先，我们来了解一下AVR单片机的原理。
AVR单片机是一种小型、高性能、低功耗的微控制器，由Atmel公司推出。
它采用了先进的精简指令集架构(RISC)，使得其具有较高的执行速度和较低的功耗。
此外，AVR单片机还采用了改进的哈佛架构，使得程序存储器和数据存储器分开放置，从而提高了系统的并行访问效率。
AVR单片机具有丰富的外设接口和功能模块，如通用I/O口、定时器/计数器、UART、SPI、I2C等。
这些外设能够满足各种应用需求，使得AVR单片机在嵌入式系统领域具有广泛的适用性。
在实际应用中，AVR单片机可以用于控制和监测各种电子设备。
例如，我们可以利用AVR单片机来控制家用电器的开关、亮度和温度等。
更进一步，AVR单片机还可以应用于自动化系统、机器人控制、家庭安防等领域。
接下来，让我们通过一个实例来进一步说明AVR单片机的应用。
假设我们要设计一个智能家居系统，可以实现对灯光、温度和门窗状态的远程控制。
我们可以使用AVR单片机作为系统的控制核心，通过与各种传感器和执行器的连接，实现对灯光、温度和门窗状态的监测和控制。
首先，我们需要选择适合的AVR单片机型号，并根据实际需求设计电路原理图和PCB布局。
然后，我们需要编写嵌入式软件程序，并进行相应的调试和测试。
为了实现远程控制功能，我们可以使用无线模块将AVR单片机与手机或电脑进行连接，并通过相应的通信协议来传输数据。
在整个开发过程中，我们需要注意选择合适的开发工具和环境，如AVR Studio或Arduino开发平台，以及一些常用的编程语言如C语言或汇编语言。
除了编写软件程序，我们还需灵活运用各种外设接口和功能模块，例如利用定时器/计数器来生成准确的时序信号，使用UART与外部设备进行串行通信，使用ADC采集模拟信号等。
基于AVR单片机的嵌入式可编程控制系统
基于AVR单片机的嵌入式可编程控制系统史晓娟;李松博【摘要】为了克服传统可编程控制器存在的兼容性、开放性差及成本高的缺陷,文中采用AVR单片机ATMEGA169P为核心控制器,对嵌入式可编程逻辑控制系统的硬件电路和软件程序进行了设计.该系统可完成多路模拟信号的采集,并将CAN通信接口运用到上位机和下位机之间的通讯,增加了传输距离,提高了传输速度和可靠性.基于Visual C++编程语言完成了上位机中梯形图集成开发环境(IDE)的设计,可实现用户程序的编辑、编译及通讯.下位单片机可对上位PC机传下来的STL指令进行解释、执行等基本功能,并使用应用程序接口完成与用户程序的协调工作.该系统能够保证逻辑控制的实时性、准确性和可靠性,不但广泛应用于各种自动控制场合,还可对数控机床的辅助动作进行控制.%Aiming at the conventional control method limitation of Programming Logical Controller( PLC) such as compatibil-ity,poor openness and high cost,this paper presented the design and implementation of a kind embedded PLC systems with AVR microcontroller ATMEGA169P as the core.The system incorporated multi-analog acquisition channels.The communication module of PLC system adopted CAN bus mode,so the transmission distance,speed and reliability were increased.The ladder diagram inte-grated development environment( IDE) was developed based on VC++ platform,which can realize edit,compile and communica-tion of user program.The microcontroller can realize interpretation and execution for STL instructions which came from PC and co-ordinated with user program through program interface.The embedded PLC system can guarantee thereal-time performance,accu-racy and reliability of logic control.This system can be applied in all kinds of automatic control field and logical control of numeri-cal control machine tool.【期刊名称】《仪表技术与传感器》【年(卷),期】2017(000)006【总页数】6页(P54-58,63)【关键词】嵌入式;可编程控制器;ATMEGA169P单片机;集成开发环境【作者】史晓娟;李松博【作者单位】西安科技大学机械学院,陕西西安 710054;西安科技大学机械学院,陕西西安 710054【正文语种】中文【中图分类】TP273可编程逻辑控制器（programmable logic controller，PLC）是一种广泛适用的工业控制器，在自动化领域有着不可替代的地位，但由于其兼容性差、开放程度不高、成本高这些因素，因此传统PLC已经难以满足不同用户的个性化要求［1］。
一种基于AVR单片机的以太网路由器设计
第２６卷第５期２００９年５月计算机应用与软件ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＳｏｆｔｗａｒｅＶｏｌ－２６Ｎｏ．５Ｍａｙ２００９一种基于ＡＶＲ单片机的以太网路由器设计董禹峥（中科院研究生院北京１０００４９）摘要提出了一种基于ＡＶＲ单片机嵌入式的以太网路由器的软硬件设计方案，主要采用Ａｔｍｅｌ公司的８位单片机ＡＴｍｅｇａｌ６作为核心处理器，采用ＲｅａｌＴｅｋ公司的ＲＴＩ．８０１９ＡＳ芯片介入以太网。
同时讨论了精简的ＴＣＰ／ＩＰ协议栈的分层次实现，实现了可靠的ＵＤＰ数据通信。
该设计是可行的。
关键词ＴＣＰ／ＩＰ单片机路由器网络ＤＥＳＩＧＮｏＦＡＮＥＴＨＥＲＮＥＴＲｏＵＴＥＲＢＡＳＥＤｏＮＡＶＲＳＩＮＧＬＥＣＨＩＰＭＩＣＲｏＣｏＭＰＵＴＥＲＤｏｎｇＹｕｚｈｅｎｇ（ＧｒａｄｕａｔｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎ９１０００４９，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｄｅｓｉｇｎｓｃｈｅｍｅｏｆｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｏｆＥｔｈｅｒｎｅｔｒｏｕｔｅｒｂａｓｅｄｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．ＴｈｉｓＰｒｏｊｅｃｔｍａｉｎｌｙ８ｂｉｔｍｉｃｒｏｅｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｔｍｅｇａｌ６ｏｆＡｔｍｅｌＣＰＵ，ａｎｄＲＴＳ０１９ＡＳｃｈｉｐｏｆＲｅａｌＴｅｋｔｏｔｈｅＥｔｈｅｍｅｔ．ＡｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅｔｈｅｔｉｅｒｅｄｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｉｄｙＴＣＰ／ＩＰｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．ａｎｄｃｒｅｄｉｂｌｅＵＤＰｄａｔａｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｉｓａｃｈｉｅｖｅｄ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｉｓｆｅａｓｉｂｌｅ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＴＣＰ／ＩＰＳｉｎｇｌｅｃｈｉｐｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒＲｏｕｔｅｒＮｅｔｗｏｒｋ０引言以太网技术作为一种功能强大的通信技术，已经广泛用于办公自动化和数字商务领域，正在向工业自动化、仪表自动化和．楼宇自动化等领域发展；而这些领域对应用成本的要求更加苛刻，所以迫切需要一种低成本的解决方案。
AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践——学习笔记上课讲义
A V R单片机嵌入式系统原理与应用实践——学习笔记AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践学习笔记1.AVR单片机的基本结构1.1.单片机的基本组成1.1.1.单片机的基本组成结构单片机的基本组成单元➢CPU➢程序存储器➢数据存储器➢I/O接口CPU与各基本单元通过芯片内的内部总线连接。
一般情况下，内部总线中的数据总线宽度（或指CPU字长）也是单片机等级的一个重要指标。
内部总线：数据总线、地址总线、控制总线。
1.1.2.单片机的基本单元与作用1)MCU单元MCU单元部分包括CPU、时钟系统、复位、总线控制逻辑等电路。
➢CPU：➢时钟和复位电路：➢总线控制电路：2)片内存储器单片机的存储器一般分为程序存储器和数据存储器，它们往往构成互不相同的两个存储空间，分别寻址，互不干扰。
单片机的内部结构通常使用哈佛体系结构，在这种体系中采用分开的指令和数据总线以及分开的指令和数据空间，分别采用专用的总线与CPU交换，可以实现对程序和数据的同时访问，提高了CPU的执行速度和数据的吞吐量。
3)程序存储器程序存储器用于存放嵌入式系统的应用程序。
4)数据存储器单片机在片内集成的数据存储器一般有两类：随机存储器RAM、电可擦除存储器EEPROM。
➢随机存储器RAM：➢电可擦除存储器EEPROM5)输入输出端口➢并行总线I/O端口：➢通用数字I/O端口：➢片内功能单元的I/O端口：➢串行I/O通信口：➢其他专用接口：6)操作管理寄存器管理、协调、控制、操作单片机芯片中各功能单元的使用和运行。
1.2.ATmega16单片机的组成1.2.1.AVR单片机的内核结构“快速访问”意味着在一个周期内执行一个完整的ALU操作。
AVR的算术逻辑单元ALU支持寄存器之间、立即数与寄存器之间的算术与逻辑运算功能，以及单一寄存器操作。
每一次运算操作的结果将影响和改变状态寄存器（SREG）的值。
ALU操作➢从寄存器组中读取两个操作数➢将执行结果写回目的寄存器➢操作数被执行1.2.2.ATmega16的外部引脚与封装I/O引脚共32只，分成PA、PB、PC、PD4个8位端口，它们全部是可编程控制的多功能复用的I/O引脚。
基于AVR单片机多任务嵌入式Internet系统设计
基于A VR单片机多任务嵌入式Internet系统设计目前，系统已经广泛渗透到人们的工作、生活中。
从家用电器、信息终端、手持通信设备到仪器仪表、创造工业、过程控制等领域，嵌入式设备已随处可见。
另一方面，近几年来Internet技术的飞快进展给嵌入式应用带来了新的契机，在将来嵌入式系统中应用Internet技术具有很大的优势。
目前嵌入式Internet技术的实现主要有下面三种方式：第一种方式是EMIT技术，采纳支持TCP/IP协议的高性能服务器作为网关（emGateway）, 嵌入式设备通过RS-232、RS-485或者CAN等与网关服务器衔接，间接通过服务器网关衔接Internet。
经过多年的进展EMIT 技术已经在工业设备的网络化中得到了广泛的应用。
但该技术也存在着以下的缺点：因为需要用法高性能的网关服务器，再加上emGateway 网关的用法需要缴纳相应的版税，从而使得成本很高；而且网关和设备之间需要特地布线，在嵌入式设备比较簇拥的状况下极为不便，通信的距离、速度都受到一定的限制。
其次种方式是采纳硬件协议栈芯片举行网络衔接，比如Seiko公司的S7600，嵌入式通过接口对其举行控制以达到Internet通信的目的，这时软件只需要增强一段和协议栈芯片通信的接口程序即可，因此开发难度小、周期短。
其缺点是系统的硬件成本十分高，而且因为用法的是硬件协议栈，扩展不灵便。
第三种方式是在嵌入式MCU上用软件实现TCP/IP协议栈，然后通过网络接口芯片衔接Internet。
在这种方式中因为用法了软件协议栈使得嵌入式MCU本身具有了Internet通信能力，从而省去了高性能网关和硬件协议栈芯片，因此成本十分低，而且扩展起来十分便利灵便，再配上小型嵌入式实时操作系统的支持，就可以实现性价比很高的嵌入式多任务Internet平台。
但是要在资源有限的16位甚至8位上实现复杂的操作系统和网络协议栈有一定难度，但近年来随着单片机处理速度的不断提高和内部资源的不断扩展，再加上小型的实时操作系统第1页共7页。
单片机嵌入式Internet技术的分析
单片机嵌入式Internet技术的分析在互联网技术快速发展的时代背景下，信息共享程度有所提高。
目前，该项技术不再停留在PC机的开发上，而是逐渐转移到了嵌入式系统开发中。
文章首先对单片机嵌入式接入Internet的方式进行了简要介绍，在其基础上，从单片机与网卡接口电路、基于单片机的TCP/IP协议栈两个层面上分析了该项技术的应用效果。
实践证明，单片机嵌入式Internet技术不仅降低了成本，而且还减少了系统需求资源。
标签：单片机；嵌入式；Internet目前，互联网技术已经逐渐融入人们的生活当中，提高了信息的共享程度，其应用范围不再停留在智能仪器领域，而是拓宽到了工业探测系统、智能家电以及安全防护系统等领域。
如果将Internet与嵌入式结合起来应用到这些领域，势必会开拓出一条新的发展道路[1]。
虽然部分学者已经开始对这种结合应用方式展开了研究，但是对该项技术的分析不足，所以本文的研究内容具有重大意义。
1 单片机嵌入式接入Internet的方式1.1 专用网与PC网关的结合首先将一些单片机连接起来，接下来利用专用网络将其连接至PC机上，通过使用这台PC机就可以充分发挥网关作用，以格式转换的方式来对原有信息进行处理，从而获取TCP/IP协议数据包，最后只需将其发送到网络当中就能够实现信息的实时共享[2]。
1.2 RTOS与32位MCU的结合这种结合方式实际上就是利用32位单片机完成软件开发，要求开发平台为RTOS平台，该平台可以对多任务进行并行处理，缩短了操作时间，在嵌入式系统开发中主要起到TCP/IP协议处理作用。
另外，该结合方式的功能比较强大，能够处理一些比较复杂的任务[3]。
1.3 专用嵌入式网络协议标准Internet协议可供EMIT软件技术使用，其管理的嵌入式设备的位数可以是8位，也可以是16位，属于一种代理性协议机制，在网关的作用下，不仅可以在网络中桥接代理协议，而且还可以桥接代理TCP/IP协议栈。
AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践
AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践嵌入式系统是指在特定用途的电子设备中，嵌入有专门功能的计算机系统。
AVR单片机作为一种常见的嵌入式系统核心，具有体积小、功耗低、性能稳定等特点，被广泛应用于各种电子设备中。
本文将从AVR单片机嵌入式系统的原理和应用实践两个方面进行介绍，希望能够为相关领域的研究者和开发者提供一些参考和帮助。
首先，我们来了解一下AVR单片机嵌入式系统的原理。
AVR单片机是由Atmel公司推出的一款低功耗、高性能的8位微控制器，其核心采用改进的哈佛结构，具有较高的指令执行速度和较大的存储容量。
AVR单片机内部集成了CPU、存储器、定时器、通信接口等功能模块，可以实现复杂的控制和处理任务。
在嵌入式系统中，AVR 单片机通常与外围设备（如传感器、执行器等）相连，通过输入输出接口实现与外部环境的交互。
同时，AVR单片机还支持多种编程语言和开发工具，开发者可以根据实际需求选择合适的开发环境进行软件开发。
其次，我们将介绍AVR单片机嵌入式系统的应用实践。
AVR单片机可以应用于各种领域，如工业控制、智能家居、医疗设备、汽车电子等。
以智能家居为例，我们可以利用AVR单片机实现智能灯光控制、智能门锁、智能温控等功能。
通过传感器采集环境信息，AVR单片机可以实时处理数据并控制执行器完成相应的动作，从而实现智能化的家居生活。
在工业控制领域，AVR单片机可以应用于自动化生产线、智能仓储系统、机器人控制等方面，帮助企业提高生产效率和产品质量。
除此之外，AVR单片机还可以用于医疗设备的控制和监测、汽车电子系统的控制和通信等方面，为人们的生活和工作带来便利和安全。
在实际应用中，开发者需要充分了解AVR单片机的特性和功能，合理设计硬件电路和软件程序，确保系统稳定可靠。
此外，开发者还需要注意系统的功耗、安全性、可扩展性等方面的问题，以提高系统的整体性能和用户体验。
在开发过程中，开发者可以利用AVR单片机的开发板和模块进行原型设计和验证，然后进行系统集成和优化，最终实现产品的量产和应用。
嵌入式Internet技术及其实现方案
嵌入式Internet技术及其实现方案类别：嵌入式系统阅读：12981. 引言在Internet的日益普及，信息共享程度的不断提高的今天，人们的工作和生活方式已经有了革命性的改变。
家庭电器和工业设备中无处不在的充满了单片机或微控制器(MCU)。
但目前大多数嵌入式系统还处于单独应用的阶段，而工业上也只是利用孤立于Internet以外的的控制通信网络（如CAN, I2C,PROFIBUS等现场总线）实现MCU组网。
如果能将嵌入式系统连接到应用广泛的Internet上面，或者在现有网络的基础上利用Internet为介质，则可以方便、低廉地将信息传送到几乎世界上的任何一个地方，从而进行远程监控。
因此，嵌入式Internet技术就应运而生，并成为业内的一大热点。
2 嵌入式Internet技术原理及方案嵌入式Internet技术，也就是将嵌入式系统与Internet结合起来实现系统网络化，涉及的两个关键问题即传送信息的媒质和采用的协议。
与Internet相联接的途径可以是以太网或者电话线等媒介。
而在大多数工作场地都配有以太网，电子装置通过集线器（HUB）可以随时插接。
在家庭中，也有电力线和电话线等载体可以利用。
如果是与局域网连接，只需要为该装置设置硬的或软的IP地址就可。
如果是利用电话线路，可以使用电话用户的ID。
现在实现嵌入式电子装置的访问连通，几乎不成问题。
所以嵌入式Internet技术的关键问题在于如何在MCU中实现Internet上被广泛使用的TCP/IP通信协议。
但是TCP/IP通信协议对于计算机存储器、运算速度等的要求比较高，普通单片机无法达到其要求。
根据各种MCU自身的特性，实现TCP/IP协议的方法可分以下几种：1)高档MCU芯片采用ARM内核的系列处理器或者386EX等高档MCU，其运算速度快，性能高，在芯片上可以运行实时操作系统(RTOS)，同时也可以嵌入完整的TCP/IP协议。
2)32位MCU芯片32位机也有足够的资源和能力运行TCP/IP协议和一些嵌入式操作系统。
基于单片机的嵌入式多节点网络通信系统设计研究
基于单片机的嵌入式多节点网络通信系统设计研究中国人民解放军海军七零一工厂 冯婷婷1.前言传统的网络通信系统在设计与应用过程中逐渐暴露出来数据传输慢与能源损耗高等问题，因而本文针对这一情况提出了以单片机为基础的嵌入式多节点网络通信系统的设计方法，该系统的主控芯片采用了C8051F020高速8位单片机，通过线性光耦设备来实现对于电路滤波的有效运放与调节，通过有效方式实现电源输出电压的转换，设计双频结构来对传输数据中产生的能源损耗进行控制。
网络环境下，网络通信系统经历了多种设计方法，并且产生了不同的效果，现代化的网络通信系统设计愈发多元，并且推动了网络通信系统在更多领域中的应用，包括军事通信、环境监测、建筑工程、金融货代等领域。
在计算机技术与信息技术高速发展的当下，设计更加优化的网络通信系统已经成为必然。
2.嵌入式系统与网络通信系统2.1 嵌入式系统嵌入式系统的技术核心为计算机技术，在实际的构建中采用了嵌入式处理装置与相应的硬件设备共同构成，需要采用行之有效的操作系统进行控制，以实现对于装置与设备的有效控制与操作。
在这个过程中，嵌入式处理设备作为嵌入式系统的重要核心，可以实现外围功能的有效集中，以保证系统的集成操作。
基于现有的设备运行环境与运行需求进行个性化设计，以保障系统运行效率与运行质量。
在网络技术高速发展的今天，嵌入式系统的构建与设计需要以网络环境为基础，在网络互联的情况下进行网络接口的安装，以保证嵌入式网络构建与发展的科学性。
考虑到嵌入式网络通信系统在体积方面较小，因此数据信息的存储量并不太大，因此在实际的软件开发过程中要保证其数据存储效果，以满足系统的实用性要求。
2.2 网络通信系统设计就目前来看，出于保障嵌入式网络通信系统数据传输速率的考量，陈文庆在《非线性网络通信系统的稳定性控制与模型仿真》中提出了一种以以太网为基础的网络通信系统设计方法，该设计方法所采用的硬件基础为TMS320C6748，该硬件基础所具备的自适应网络接口可以满足大体量数据的有效处理，并构建与上位机之间的信息通信渠道，因而无需搭配系统以外的硬件平台。
基于单片机的嵌入式多节点网络通信系统设计
基于单片机的嵌入式多节点网络通信系统设计杨娜【摘要】为解决传统网络通信系统存在数据传输速度慢、传输能耗高及稳定性差的问题,提出一种基于单片机的嵌入式多节点网络通信系统设计.将C8051F020高速8位单片机作为嵌入式多节点网络通信系统的主控芯片,采用HCNR200线性光耦对运放电路滤波以及调节,根据低压差线性稳压器对电源输出电压进行转换,将主控芯片与系统各组成模块进行连接,通过双频结构实现对节点数据传输能耗的控制.在系统的软件部分设计中设定一个阈值,当簇群中的通信距离与簇群间的通信距离小于该阈值时,通信信道为休眠状态;当簇群中的通信距离与簇群间的通信距离大于该阈值时,则信道立即执行任务,由此完成网络通信系统的设计.实验结果证明,所提方法提升了系统的稳定性,降低了网络通信节点的传输能耗,且提高了数据的传输速度.%The traditional network communication system has the problems of low data transmission speed,high transmis-sion energy consumption and poor stability. Therefore,a design of embedded multi-node network communication system based on single chip microcomputer is presented. The high-speed 8-bit microcontroller C8051F020 is taken as the main control chip of the embedded multi-node network communication system. The linear optocoupler HCNR200 is used to filter and regulate the operational amplifier circuit. The low dropout linear regulator is used to convert the output voltage of power supply. The main control chip is connected with each module of the system to control the transmission energy consumption of node data by means of dual-band structure. A threshold is set in the software of the system. If the communicationdistance in the cluster or the com-munication distance among the clusters is less than the threshold,the communication channel maintains a sleep state;otherwise the channel executes the task immediately,by which the design of network communication system can be accomplished. The ex-perimental results show that the proposed method can enhance the stability of the system,reduce the transmission energy con-sumption of the network communication node,and improve the speed of data transmission.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2018(041)011【总页数】4页(P13-16)【关键词】传输能耗;嵌入式;多节点;稳压器;阈值;网络通信系统【作者】杨娜【作者单位】商丘工学院信息与电子工程学院,河南商丘 476000【正文语种】中文【中图分类】TN919-340 引言在网络通信发展的历程中，出现了短波通信系统、微波通信系统以及移动通信等。
基于AVR单片机的多任务嵌入式Internet系统设计
基于AVR单片机的多任务嵌入式Internet系统设计
魏强;李欣
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2006(022)023
【摘要】本文在对现有的嵌入式Internet技术进行分析的基础上,结合嵌入式操作系统uC/OS-Ⅱ和轻型网络协议栈LwIP,设计了一种基于高性能8位AVR单片机ATmega128和以太网接口控制器RTL8019AS的多任务嵌入式Internet系统平台.
【总页数】4页(P74-76,236)
【作者】魏强;李欣
【作者单位】266071,中国海洋大学电子工程系;266071,中国海洋大学电子工程系【正文语种】中文
【中图分类】TP368.2
【相关文献】
1.基于嵌入式Internet的煤矿瓦斯远程监控系统设计 [J], 黄培
2.基于嵌入式Internet的远程视频监控系统设计 [J], 焦铬;易小波;李仁发
3.基于嵌入式Internet技术大面积水域溶解氧含量多点、动态监测系统设计 [J], 吴书渊;孙力;朱诚;赵宇;雷娟;贺龙龙;刘良均
4.基于嵌入式Internet技术大面积水域溶解氧含量多点、动态监测系统设计 [J], 吴书渊;孙力;朱诚;赵宇;雷娟;贺龙龙;刘良均
5.基于AVR单片机的多任务嵌入式Internet系统设计 [J], 魏强;李欣
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
单片机嵌入式Internet技术研究及系统开发
单片机嵌入式Internet技术研究及系统开发
高小能;龚益波
【期刊名称】《计算机系统应用》
【年(卷),期】2010(019)006
【摘要】实现MCS-51单片机嵌入式接入Internet技术.单片机通过ATL8019AS 以太网控制器实现与Internet的交互.利用开源代码的TCP/IP协议栈uIP实现对底层设备的驱动,同时通过uIP协议的应用程序接口实现各种应用服务.给出了硬件设计图,编写了单片机主程序.应用此技术实现了一个城市中心停车监测系统.
【总页数】5页(P100-103,113)
【作者】高小能;龚益波
【作者单位】浙江万里学院电子信息学院,浙江,宁波,315100;浙江万里学院电子信息学院,浙江,宁波,315100
【正文语种】中文
【相关文献】
1.单片机嵌入式Internet技术的研究与应用 [J], 葛华
2.单片机嵌入式Internet技术的分析 [J], 王海珍
3.单片机嵌入式Internet技术研究及系统开发探讨 [J], 李红涛;华实
4.单片机嵌入式Internet技术的Web应用实现 [J], 高小能;王馀鹏;郭志飞
5.探析单片机嵌入式Internet技术的Web应用实现 [J], 何伶俐
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于AVR单片机多任务嵌入式Internet系统设计1 引言目前，嵌入式系统已经广泛渗透到人们的工作、生活中。
从家用电器、信息终端、手持通信设备到仪器仪表、制造工业、过程控制等领域，嵌入式设备已随处可见。
另一方面，近几年来Internet技术的飞速发展给嵌入式应用带来了新的契机，在未来嵌入式系统中应用Internet技术具有很大的优势。
目前嵌入式Internet技术的实现主要有下面三种方式：第一种方式是EMIT技术，采用支持TCP/IP协议的高性能服务器作为网关（emGateway）, 嵌入式设备通过RS-232、RS-485或者CAN总线等与网关服务器连接，间接通过服务器网关连接Internet。
经过多年的发展EMIT技术已经在工业设备的网络化中得到了广泛的应用。
但该技术也存在着以下的缺点：由于需要使用高性能的网关服务器，再加上emGateway网关的使用需要缴纳相应的版税，从而使得成本很高；而且网关和设备之间需要专门布线，在嵌入式设备比较分散的情况下极为不便，通信的距离、速度都受到一定的限制。
第二种方式是采用硬件协议栈芯片进行网络连接，比如Seiko公司的S7600，嵌入式MCU 通过接口对其进行控制以达到Internet通信的目的，这时软件只需要增加一段和协议栈芯片通信的接口程序即可，因此开发难度小、周期短。
其缺点是系统的硬件成本非常高，而且由于使用的是硬件协议栈，扩展不灵活。
第三种方式是在嵌入式MCU上用软件实现TCP/IP协议栈，然后通过网络接口芯片连接Internet。
在这种方式中由于使用了软件协议栈使得嵌入式MCU本身具有了Internet通信能力，从而省去了高性能网关和硬件协议栈芯片，因此成本非常低，而且扩展起来非常方便灵活，再配上小型嵌入式实时操作系统的支持，就可以实现性价比很高的嵌入式多任务Internet 平台。
但是要在资源有限的16位甚至8位单片机上实现复杂的操作系统和网络协议栈有一定难度，但近年来随着单片机处理速度的不断提高和内部资源的不断扩展，再加上小型的实时操作系统和网络协议栈的相继推出，使得利用单片机来实现低成本嵌入式多任务网络平台成为可能。
基于以上背景，本文就来介绍应用在研究课题“低码率视频信号的网络传输”系统中的一种基于AVR单片机的多任务嵌入式网络系统软硬件平台的设计。
2 硬件平台设计考虑到以太网接入方式技术成熟、可靠性高、通信速度快和成本低的优点，本系统的硬件平台采用单片机加以太网接口控制芯片组成。
由于操作系统和协议栈需要用到大量的数据存储器，因此需要外扩RAM存储器。
为了提高通信性能，单片机与以太网接口芯片之间采用并行总线扩展方式进行连接，接口芯片和外部的RAM存储器统一编址。
本系统采用了可编程GAL器件ATF16V8进行地址译码，这样不仅可以充分利用地址资源，而且只需要修改ATF16V8的源程序即可实现地址的改变，提高了系统的扩展能力。
系统的硬件平台的原理框图如图1所示。
图1：硬件平台系统框图单片机选用高性能的AVR单片机ATmega128。
AVR是ATMEL公司结合了成熟的51系列和PIC系列单片机的优点而推出的高性能8位单片机，具有以下特点：性价比高：AVR单片机内部集成了8路10位的ADC、PWM、E2PROM、WDT、RTC等，具有了片上系统（SOC）的雏形，大幅度降低了系统的整体体积和成本。
速度快：AVR单片机采用了先进的RISC体系架构，大多数指令可以在一个时钟周期内完成，理论上速度可以达到1MIPS/MHz。
而且具有只需要两个时钟周期的硬件乘法器。
接口丰富：AVR单片机除可以进行并行扩展外，还具有USART、SPI和I2C串行总线。
ISP&IAP：其内部的可擦写FLASH存储器不仅可以进行在线下载，而且具有片上的BOOT程序实现在应用可编程，真正实现同时读写操作。
开发方便：AVR是第一款真正为C语言开发设计的单片机，具有多种编译器。
而且具有JTAG 接口，可以进行在线调试。
低功耗：AVR单片机具有六种睡眠模式，可以最大程度的降低系统的功耗。
以太网接口控制芯片采用Realtek公司生产的以太网接口控制器RTL8019AS ，其10M处理能力对于本课题需要的码率为4Mbps视频流的网络传输来说完全满足要求。
另外8019AS 片内集成了16KByte的RAM用作发送和接收的缓冲区，对其访问可以使用远程DMA方式，从而大幅提高接口的通信能力。
需要注意的是，由于ATmega128数据总线是8位，RTL8019AS 的IOCS16B引脚应当下拉接地以选择8位总线方式，而且JP引脚要接高电平以选择跳线模式。
地址译码采用的是ATF16V8，具体是把MCU地址线的高8位作为16V8的译码输入，16V8的3位输出作为译码片选输出：低端RAM（32KB）、高端RAM（32KB）和8019AS的片选。
由于8019AS的地址空间仅需要32Byte，而且与高端RAM的地址重叠，为了给RAM分配尽可能多的地址空间，为8019AS分配顶部的256Byte，而把剩余的地址空间全部分配给RAM。
上述译码的CUPL描述如下：CS_RAM_L = ! A15;CS_RAM_H = A15 & ! (A14 & A13 & A12 & A11 & A10 & A9 & A8);CS_8019 = A15 & A14 & A13 & A12 & A11 & A10 & A9 & A8;3 操作系统移植uC/OS-II是一个专门为中小型嵌入式应用设计的抢占式的实时操作系统内核，具有源代码公开、移植性好、可裁减、可固化、实时性和安全稳定性高的特点，非常适合本系统的应用。
uC/OS-II的系统框图如图2所示。
uC/OS-II与硬件平台无关的代码文件：UCOS_CORE.C、UCOS_II.C等uC/OS-II配置代码文件：INCLUDES.H 、OS_CFG.H图2：uC/OS-II的系统框图uC/OS-II在设计之初就充分考虑了移植性，移植起来非常方便。
从图2可以看出，与移植有关的只有3个文件：OS_CPU.H，OS_CPU_C.C和OS_CPU_A.S。
第1个文件是OS_CPU.H，其中主要定义了一些与编译器有关的数据类型、堆栈的生长方向、临界代码区的保护方式。
需要说明的是uC/OS-II中临界代码区的保护方式有3种，本设计采用第3种，即在进入临界区之前把CPU状态寄存器SREG的内容保存到一个局部变量cpu_sr中，在退出临界区之后再还原SREG，这样做的好处是临界区保护不会对SREG产生影响。
其中SREG的保存和返回函数必须由汇编语言来写，放在OS_CPU_A.S文件中。
第2个文件OS_CPU_C.C中主要是任务堆栈初始化函数OSTaskStkInit（），任务创建时调用此函数来初始化任务的堆栈结构。
该函数一开始把传入的任务函数的指针存放到硬件堆栈的栈顶，看上去就像该函数在执行过程中发生了中断一样（低字节在先），这样返回后就可以从新的任务开始执行了。
需要特别注意的是，在这个函数中必须把CPU状态寄存器SREG的值设为0x80，也就是全局中断使能，否则系统将崩溃。
最后一个文件OS_CPU_A.S是一个汇编源文件，主要定义了6个汇编函数。
首先是临界区保护用到的SREG保存和恢复函数。
然后定义的是OSStartHighRdy（）函数，它只在系统启动时由OSStart（）函数调用一次，所做的工作主要是让系统从最高优先级的任务开始执行，实现的方法和后面要介绍的OSCtxSw（）函数相似。
OSCtxSw（）函数实现的是任务级的切换，首先把当前的任务的状态保存到其任务控制块TCB中，然后把当前优先级最高的任务的TCB中的内容加载到工作寄存器中，这样函数返回后就可以从此任务开始执行了。
接下来的OSIntCtxSw（）函数实现的是中断级的任务切换，它和OSCtxSw（）函数的唯一不同是它是在中断中调用的，因此不需要保存工作寄存器的内容，剩下的和任务级的切换过程完全一样。
最后一个定义的是节拍时钟的中断服务子程序，在这个函数中的开始要令中断欠套全局变量加1，并且调用时钟管理函数OSTimeTick（），中断退出时调用系统提供的中断退出函数OSIntExit（）。
4 网络平台设计LwIP是一套专门为嵌入式系统设计的源码开放的轻型协议栈，最新版本是LwIP1.1.0。
LwIP 在保持TCP/IP协议基本要求的前提下，通过层与层之间共享内存，避免了许多繁琐的复制处理，这样做虽然破坏了严格的分层思想，但却大幅度地节省了代码和数据存储空间，因此非常适合嵌入式应用。
与其他轻型协议栈不同的是，LwIP不仅支持一般的网络协议，比如UDP协议、DHCP协议、PPP协议等，而且还支持多网络接口、IPv6和标准API 。
图3：LwIP运行机制4.1 LwIP在uC/OS-II上的移植针对uC/OS-II和AVR的ICC编译器，LwIP的移植只需要编写arch文件夹下的3个文件——cc.h、sys_arch.h和sys_arch.c。
其中cc.h中有与CPU和编译器有关的定义，包括数据结构和大小端存储方式等。
其中关键代码区的保护用uC/OS-II中的相应函数替换一下即可。
剩下的两个与操作系统有关的文件是移植工作的重点。
为了增强移植性，LwIP专门把和操作系统有关的数据结构和函数放在一起组成操作系统封装层，为诸如定时、进程同步和消息传递等操作系统服务提供统一的接口，移植时仅需针对不同的操作系统来实现特定的操作系统封装层，这些是由sys_arch.h和sys_arch.c实现的。
其中sys_arch.h主要定义与操作系统相关的数据结构——信号量、邮箱和进程号，这些在uC/OS-II中都有对应的实体，要注意的是LwIP中的邮箱对应于uC/OS-II中的消息队列。
sys_arch.c中要实现和操作系统有关函数的定义，包括系统的初始化以及信号和邮箱的操作——创建、删除、投递和等待，这些功能只需要用uC/OS-II中相应的函数进行重新封装即可。
另外，TCP/IP协议栈中需要许多定时器的功能，这在LwIP中是用sys_timeout结构体队列和相应的函数实现的。
每个sys_timeout结构体包括本线程的timeout时间长度，以及超时后的回调处理函数。
sys_arch.c中sys_arch_timeouts（）函数的功能就是返回当前进程所对应的sys_timeout结构体队列的头指针。
本系统用的方法是在系统初始化的时候根据最大的LwIP进程数创建一个sys_timeout结构体指针的数组，以后每创建一个LwIP进程其优先级都从一个连续的已知区间进行分配，sys_arch_timeouts（）函数通过调用OSTaskQuery（）函数获得进程的优先级进而获得对应的sys_timeout结构体队列的头指针。