48_50.PDF

P R O J E K T Y

System NET51, część 2

AVT−5062

W drugiej czÍúci artyku³u

poúwiÍconego modu³owi

NET51, ktÛry zapewnia dostÍp

do Internetu mikrokontrolerowi

'51, przedstawimy jego

oprogramowanie systemowe

i omÛwimy sposÛb

pos³ugiwania siÍ modu³em.

Zalet¹ prezentowanego

rozwi¹zania jest programowa

implementacja stosu TCP/IP,

dziÍki czemu wykonanie

interfejsu jest stosunkowo

tanie.

Opis oprogramowania

Schemat blokowy oprogramo-

wania systemu NET51 przedsta-

wiono na rys. 4 . Jak widaÊ,

program zosta³ podzielony na sze-

reg modu³Ûw, ktÛre mog¹ byÊ

zestawiane ze sob¹ na rÛøne spo-

soby. Takie rozwi¹zanie stwarza

moøliwoúÊ ³atwego dostosowanie

NET51 do konkretnych potrzeb.

Najwaøniejszym elementem jest

rdzeÒ systemu, zawieraj¹cy pod-

stawowe procedury obs³ugi pa-

miÍci, wewnÍtrznych zasobÛw

mikrokontrolera oraz interfejsÛw

i†uk³adÛw peryferyjnych. NastÍp-

nym waønym sk³adnikiem syste-

mu jest modu³ obs³ugi wew-

nÍtrznych zmiennych, ktÛre mog¹

byÊ systemowe lub definiowane

przez uøytkownika. Po kaødym

w³¹czeniu zasilania lub zmianie

zawartoúci pamiÍci EEPROM, sys-

tem NET51 odczytuje definicje

zmiennych i†tworzy ich odpo-

wiedni¹ strukturÍ w†pamiÍci da-

nych. Takie rozwi¹zanie pozwala

na wymianÍ definicji bez koniecz-

noúci modyfikacji oprogramowa-

nia systemu.

W†oparciu o†rdzeÒ zosta³ zbu-

dowany stos TCP/IP. Nie bÍdÍ

przytacza³ tutaj metody imple-

mentacji tych protoko³Ûw, gdyø

wykracza to poza ramy artyku³u.

Zainteresowanych odsy³am do lek-

tury dokumentÛw RFC dostÍp-

nych w†Internecie oraz literatury

[1] i†[2]. Ze stosem TCP/IP wspÛ³-

pracuj¹ programy aplikacyjne,

dziÍki ktÛrym moøliwa jest wy-

miana informacji zgodnie z†popu-

larnymi protoko³ami takimi jak

FTP lub HTTP.

Serwer FTP wykorzystuje funk-

cje rdzenia zwi¹zane z†systemem

plikÛw znajduj¹cym siÍ w†pamiÍ-

ci, gdzie przechowywane s¹ pliki

przeznaczone dla aplikacji syste-

mowych (miÍdzy innymi dla ser-

wera HTTP). W³aúnie zawartoúÊ

tej pamiÍci moøe byÊ zdalnie

zmieniana przez uøytkownika za

pomoc¹ dowolnego programu ob-

s³uguj¹cego protokÛ³ FTP.

Serwer HTTP zaimplementowa-

ny w†NET51 pozwala na tworzenie

dynamicznej zawartoúci odsy³a-

nych stron w†zaleønoúci od war-

Rys. 4 Schemat blokowy oprogramowania

Elektronika Praktyczna 6/2002

System NET51

System NET51

Tab. 1. Operatory używane w syste−

mie NET51

Typ zmiennej Operator Opis

bez znaczenia = przypisanie wartości

np. temp=12

bez znaczenia : indeks od prawej

np. gdy temp

wynosi 1234

to temp:1 zwróci 3

kÛw takøe zakoÒczonych sek-

wencj¹ <CR><LF>. Natomiast

w†celu zmiany wartoúci wybra-

nej zmiennej naleøy wys³aÊ po-

lecenie z†odpowiednio dobrany-

mi polami ìoperatorî oraz

ìwartoúÊî, ktÛrych zastosowanie

jest zaleøne od typu zmiennej

(np. temp+10 lub data=12-01-

2001 ). Znaczenie poszczegÛlnych

operatorÛw przedstawiono w† tab.

1 . W†przypadku wyst¹pienia b³Í-

du (np. nieznana zmienna lub

nieprawid³owy operator), system

nie wykona polecenia, a†do uøyt-

kownika nie zostanie zwrÛcony

øaden komunikat. Moøliwe jest

jednoczesne modyfikowanie za-

wartoúci kilku zmiennych za po-

moc¹ sekwencji poleceÒ z³oøonej

z†pojedynczych oddzielonych

znakiem & , np.:

<polecenie_1>&<polecenie_2>&

<polecenie_3>

Niestety, w†ten sposÛb nie

moøna odczytaÊ danych z†kilku

zmiennych za pomoc¹ pojedyn-

czego zapytania.

Opisany wyøej sposÛb opero-

wania zmiennymi przy uøyciu

poleceÒ przesy³anych przez port

szeregowy jest zastosowany (z

pewnymi ograniczeniami) dla po-

leceÒ zawartych w†ø¹daniach na-

p³ywaj¹cych do serwera HTTP.

Aby przes³aÊ dane do serwera,

przegl¹darka wykorzystuje metodÍ

GET z†protoko³u HTTP (opisany

w†RFC1945), w†ktÛrej parametry

dla serwera s¹ przesy³ane razem

z†ø¹daniem (parametry wystÍpuj¹

za znakiem ? ). Aby wys³aÊ pole-

cenie do serwera, w†pasku adresu

przegl¹darki naleøy wpisaÊ ci¹g:

http://adr.ess.erw.era/bieø¹ca_stro-

na.html?<polecenie>

Podobnie jak w†przypadku

RS232, moøna wysy³aÊ kilka po-

leceÒ jednoczeúnie (np. http://

192.168.1.100/index.html?-

temp=13&fan=1 ). W†przypadku

odwo³ywania siÍ do zmiennych

³aÒcuchowych naleøy zaznaczyÊ,

øe protokÛ³ HTTP nie pozwala na

uøycie w†sk³adni ø¹dania pew-

nych znakÛw (musz¹ one byÊ

kodowane jako %ASCII_HEX).

Serwer HTTP ìrozumieî tak za-

kodowane dane, wiÍc bez prob-

lemÛw moøna uøywaÊ formularzy

udostÍpnianych przez jÍzyk

HTML, co u³atwia tworzenie stron

dla NET51. Niestety formularze

nie umoøliwiaj¹ uøywania innych

operatorÛw oprÛcz przypisania, co

zmusza uøytkownika do korzysta-

nia ze skryptÛw jÍzyka Java.

Konfiguracja

i†uøytkowanie

Na pocz¹tku naleøy ustawiÊ

podstawowe parametry sieciowe

systemu NET51 za pomoc¹ termi-

nala. W†tym celu naleøy zewrzeÊ

zworÍ Z1 oraz w³¹czyÊ zasilanie

systemu, ktÛry nie zainicjalizuje

czÍúci sieciowej i†ustawi port sze-

regowy na 9600 bd. NastÍpnie

podajemy wartoúci parametrÛw:

adres IP oraz maska podsieci itp.

(powinny byÊ uzgodnione z†admi-

nistratorem lokalnej sieci). Para-

metry sieciowe s¹ traktowane jako

wewnÍtrzne zmienne i†s¹ mody-

fikowane w†sposÛb opisany w†po-

przedniej czÍúci artyku³u. Oto

poszczegÛlne polecenia jakie na-

leøy wys³aÊ do NET51:

ip=<adres IP np.192.168.1.100>

mask=<maska podsieci np.

255.255.255.0>

gate=<adres IP lokalnej bramy>

cmd=wrcfg

Ostatnie polecenie spowoduje

przepisanie konfiguracji do pa-

miÍci EEPROM i†przy ponownym

w³¹czeniu zasilania system sko-

rzysta z†wartoúci tam zapisanych.

W†kolejnym kroku tworzone s¹

strony HTML, w†ktÛrych dla

ìdynamicznejî zawartoúci wyko-

rzystywane s¹ zmienne zdefinio-

wane przez uøytkownika. Aby

w†oknie przegl¹darki pojawi³a siÍ

zawartoúÊ danej zmiennej, naleøy

w†kodzie HTML umieúciÊ nazwÍ

tej zmiennej w†nawiasach kwad-

ratowych. Na przyk³ad kod:

<P> Bieø¹ca temperatura wynosi

[temp] stopni. </P>

spowoduje wyúwietlenie wartoúci

aktualnej temperatury identyfiko-

wanej zmienn¹ temp . W†nawia-

sach kwadratowych moøna podaÊ

dowolne poprawnie sformu³owane

polecenie, ktÛrego wynik bÍdzie

wstawiony w†tym miejscu. Przy-

k³adem takiego uøycia moøe byÊ

liczba

+ zmienna = zmienna

+ wartość

liczba

− zmienna = zmienna

− wartość

liczba

* zmienna = zmienna

* wartość

liczba

/ zmienna = zmienna

/ wartość

liczba

| zmienna = zmienna

or wartość (opera−

cja bitowa OR)

liczba

^ zmienna = zmienna

xor wartość (opera−

cja bitowa XOR)

liczba

& zmienna = zmienna

and wartość (opera−

cja bitowa AND)

liczba

$ zwraca ciąg

„checked” gdy

(zmienna and war−

tość) == wartość

toúci wewnÍtrznych zmiennych.

Zmiany zawartoúci lub odczytu

tych zmiennych moøna dokonywaÊ

zarÛwno z†poziomu przegl¹darki

internetowej jak i†interfejsu szere-

gowego obs³ugiwanego przez mik-

rokontroler. Takie rozwi¹zanie

umoøliwia, za poúrednictwem sieci

Internet, wizualizacjÍ stanu oto-

czenia serwera lub zdalne stero-

wanie dowolnym urz¹dzeniem,

ktÛre posiada tylko port RS232.

System NET51 potrafi interpre-

towaÊ polecenia, ktÛre s¹ przesy-

³ane przez interfejs RS232 w†po-

staci ci¹gu znakÛw zakoÒczonych

sekwencj¹ <CR><LF>, jak niøej:

W†ten w³aúnie sposÛb moøliwe

jest odczytanie lub modyfikacja

wartoúci zmiennych oraz sterowa-

nie niektÛrymi funkcjami systemu

przez wspÛ³pracuj¹ce urz¹dzenie.

Polecenie posiada úciúle okreúlony

format

<nazwa_zmiennej><operator>

[wartoúÊ].

Jedynie pole wartoúÊ jest opcjo-

nalne. Dla przyk³adu, aby odczy-

taÊ zawartoúÊ zmiennej przez port

szeregowy naleøy wys³aÊ polece-

nie:

<nazwa_zmiennej>?

i†w†przypadku poprawnego wy-

konania, serwer zwrÛci ci¹g zna-

Tab. 2. Zestawienie typów zmien−

nych

Typ zmiennej Opis

8−bitowa liczba bez znaku

(zakres 0...2555)

16−bitowa liczba bez znaku

(zakres 0...65535)

łańcuch znaków o maksymal−

nej długości 128 znaków

Elektronika Praktyczna 6/2002

System NET51

konstruowanie pÛl formularzy (ty-

pu ìradioî i†ìcheckî) za pomoc¹

operatora $ np.

<INPUT TYPE=”radio”

NAME=”nazwa” VALUE=1

[nazwa$1]>

<INPUT TYPE=”radio”

NAME=”nazwa” VALUE=2

[nazwa$2]>

<INPUT TYPE=”radio”

NAME=”nazwa” VALUE=3

[nazwa$3]>

Innym przyk³adem moøe byÊ

dynamiczna wymiana grafiki na

stronie w†zaleønoúci od wartoúci

zmiennej. I†tak kod

<IMG SRC=”led[ioa].gif”

BORDER=0>

spowoduje wyúwietlenie pliku

led0.gif lub led1.gif na podstawie

stanu wejúcia oznaczonego IOA.

Aby mÛc wykorzystaÊ system

NET51 naleøy dostarczyÊ definicje

zmiennych oraz danych dla ser-

wera HTTP, zawartych w†specjal-

nym pliku o†nazwie image.dat .

Wymieniony plik jest wynikiem

pracy programu net51link.exe , ktÛ-

ry dokonuje ìkompilacjiî projek-

tÛw definiowanych przez uøyt-

kownika. W†celu utworzenia no-

wego projektu, naleøy na kompu-

terze osobistym (w katalogu z†da-

nymi do projektu) utworzyÊ plik

opisu projektu: nazwa_projektu.prj

o†podanej niøej strukturze:

// tak wygląda komentarz

// dla całej linii

// tu zaczyna się sekcja

// zmiennych

[var]

deklaracja zmiennej 1

deklaracja zmiennej 2

deklaracja zmiennej 3

...

// a tu zaczyna się sekcja

// plików

[file]

// komentarz może być

// umieszczany w dowolnych

// liniach projektu

nazwa pliku 1

nazwa pliku 2

nazwa pliku 3

...

Jak widaÊ jest on podzielony na

dwie sekcje: zmiennych oraz pli-

Dodatek A

Zestawienie wewnętrznych zmiennych NET51

Zmienna Dostęp Typ Opis

server

DS serwera HTTP − adres IP (do pracy za firewallem)

request

DS serwer HTTP − ostatnie żądanie skierowane do serwera

baud

DB konfiguracja − prędkość portu szeregowego 1−9600;

2−19200; 3−57600 (aby ustawić port na wskazaną prędkość

należy wydać komendę cmd=setup )

DS konfiguracja − adres IP systemu NET51 (np. 192.168.1.100)

mask

DS konfiguracja − maska podsieci

gate

DS konfiguracja − adres lokalnej bramy (do komunikacji z WEB)

smtp

DS konfiguracja − adres serwera pocztowego

cmd

DS system − sterowanie funkcjami serwera. Dostępne parametry

wrcfg − zapis konfiguracji; reset − restart systemu;

setup − ustawienie prędkości pracy UART na podstawie

zmiennej baud .

asca

DS system − port szeregowy dostępny z przeglądarki

rela

DB system − przekaźnik A

relb

DB system − przekaźnik B

ioa

DB system − uniwersalne IO A

iob

DB system − uniwersalne IO B

kÛw. Sekcja plikÛw sk³ada siÍ

z†nazw plikÛw znajduj¹cych siÍ na

dysku komputera PC, ktÛre powin-

ny byÊ dostÍpne dla serwera HTTP

systemu NET51 (pliki *.html, *.gif,

*.jpg, *.js itp.). Maksymalna liczba

nazw plikÛw wynosi 64, a†ich

³¹czny rozmiar nie moøe przekro-

czyÊ 30kB (z uwagi na pojemnoúÊ

pamiÍci EEPROM). D³ugoúÊ nazwy

pliku nie moøe przekroczyÊ 12

znakÛw, licz¹c razem z†rozszerze-

niem i†separuj¹c¹ kropkÍ. Nato-

miast sekcja zmiennych zawiera

deklaracjÍ o†nastÍpuj¹cej sk³adni:

<typ>_<dostÍp>_<nazwa>[=war-

toúÊ pocz¹tkowa],

gdzie symbol ì_î oznacza spacjÍ,

a†uøycie wartoúci pocz¹tkowej jest

opcjonalne (domyúlna wartoúÊ wy-

nosi 0). Nazwa zmiennej moøe

mieÊ maksymalnie 12 znakÛw

i†musi sk³adaÊ siÍ wy³¹cznie z†ma-

³ych liter. Opisywany system ob-

s³uguje zmienne liczbowe trakto-

wane jako 8-†lub 16-bitowe liczby

bez znaku oraz zmienne bÍd¹ce

³aÒcuchami o†maksymalnej d³u-

goúci 128 znakÛw - zestawienie

typÛw zawiera tab. 2 .

Dla kaødej zmiennej moøna

przypisaÊ metodÍ dostÍpu oraz

wartoúÊ pocz¹tkow¹, ktÛra bÍdzie

wpisana po sprzÍtowym zerowa-

niu systemu. Metoda dostÍpu

okreúla, czy zmienn¹ moøna od-

czytaÊ lub zapisaÊ z†poziomu

przegl¹darki internetowej (zesta-

wienie w† tab. 3 ).

Kompilacji projektu opisanego

w†powyøszy sposÛb dokonujemy

wydaj¹c z†linii komend polecenie

net51link.exe nazwa_projektu.prj,

przy czym zak³adamy, øe

net51link.exe znajduje siÍ w†tym

samym katalogu co plik *.prj .

W†wyniku wykonania powyøsze-

go polecenia w†katalogu danych

powstaje plik o†nazwie ima-

ge.dat , ktÛry nastÍpnie powinien

byÊ za³adowany do NET51 za

pomoc¹ dowolnego programu

FTP. Dodatkowo jest generowany

plik report.txt , zawieraj¹cy opis

przebiegu kompilacji oraz spis

napotkanych b³ÍdÛw. Po za³ado-

waniu pliku naleøy zakoÒczyÊ

sesjÍ FTP oraz dokonaÊ restartu

systemu rÍcznie lub zdalnie za

pomoc¹ polecenia cmd=reset

(zdalne zerowanie nast¹pi po ok.

5†sekundach). Po tych opera-

cjach NET51 jest gotowy do

pracy.

Pawe³ Cies³owski

pcieslowski@wp.pl

Literatura

1. ìTCP/IP Ilustrated Volume 1,

The Protocolsî, W. Richard Ste-

vens

2. ìTCP/IP Ilustrated Volume 2,

The Implementationsî, W.Ri-

chard Stevens, Gary Wright

3. http://www.ietf.org/rfc.html -

zbiÛr dokumentÛw RFC

Tab. 3. Zestawienie metod dostępu

Metoda Opis

zmienna tylko do odczytu

Wzory p³ytek drukowanych w for-

macie PDF s¹ dostÍpne w Internecie

pod adresem: http://www.ep.com.pl/

?pdf/czerwiec02.htm oraz na p³ycie

CD-EP06/2002B w katalogu PCB .

zmienna tylko do zapisu

połączenie R oraz B

Elektronika Praktyczna 6/2002

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: