義烏網絡連接器價格
發布時間：2023-02-05 01:38:33
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摘要：設計了以ENC28J60 為核心的以太網接口實現方案，描述了該系統硬件架構的設計方法。在簡要介紹了以太網控制器ENC28J60 的結構、功能、外圍電路的基礎上， 對ENC28J60 與Atmega16 的SPI 通訊進行了闡述。此方案不僅成本低， 而且可以實現500Kbps 以上的傳輸速率，滿足了嵌入式系統的Internet 控制要求。1 引言隨著Internet 的出現和以太網的迅速發展， 基于以太網的設備控制越來越多。目前市場上大部分以太網控制器采用的封裝均超過80 引腳， 如RTL8019AS、DM9008、CS8900A 等。這些器件不僅結構復雜， 面積龐大， 且系統開銷較大。近來， Microchip推出全球首枚28 引腳獨立以太網控制器ENC28J60, 可為嵌入式系統提供低引腳數、低成本、精簡的遠程通訊解決方案。2 ENC28J60 網絡接口體系結構ENC28J60 是帶有行業標準串行外設接口(Serial PeripheralInterface, SPI)的獨立以太網控制器。它符合IEEE 802.3 的全部規范， 采用了一系列包過濾機制以對傳入數據包進行限制。它還提供了一個內部DMA 模塊， 以實現快速數據吞吐和硬件支持的IP 校驗和計算。與主控制器的通信通過兩個中斷引腳(INT和WOL)和SPI 腳(SO、SI、SCK、CS)實現， 數據傳輸速率高達10Mb/s.兩個專用的引腳(LEDA、LEDB)用于連接LED, 進行網絡活動狀態指示。圖1 所示為ENC28J60 的典型應用電路。ENC28J60 由7 個主要功能模塊組成：SPI 接口， 充當主控制器和ENC28J60 之間通信通道; 控制寄存器， 用于控制和監視ENC28J60; 雙端口RAM緩沖器， 用于接收和發送數據包; 判優器，當DMA、發送和接收模塊發出請求時對RAM緩沖器的訪問進行控制; 總線接口， 對通過SPI 接收的數據和命令進行解析;MAC 模塊：實現符合IEEE 802.3 標準的MAC 邏輯; PHY 模塊， 對雙絞線上的模擬數據進行編碼和譯碼。ENC28J60 還包括其他支持模塊， 諸如振蕩器、片內穩壓器、電平變換器(提供可以接受5V 電壓的I/O 引腳)和系統控制邏輯。根據以上說明， ENC28J60 應用于嵌入式網絡接口是非常合適的， 有廣闊的應用發展前景。3 ENC28J60 在嵌入式網絡接口的應用3.1 硬件電路設計利用ENC28J60 可以構成不同功能的網絡終端節點， 如網絡服務器、帶Internet 功能的設備、遠程監控(數據采集， 診斷)設備等。圖2 所示為基于ENC28J60 的嵌入式網絡接口的硬件電路原理圖。電路中有：2 個LED 狀態指示燈主要用來顯示網絡連接狀態， 包括PHY 是否沖突、連接是否建立、是否接收數據、連接速度、雙工模式等; 必需的偏置電阻R3(2kΩ， 精度為1%);高速局域網電磁隔離模塊(即RJ45 以太網接口)， 應用中，ENC28J60 的物理端口與隔離變壓器HR901170A 連接時必須符合IEEE802.3 對物理層規范的要求， 如RJ45 的插孔與隔離變壓器的間隔應盡量小， 輸出和輸入差分信號對的走線要有很好的隔離。電路中的主控制器采用Atmel 公司的ATmega16 單片機，它具有先進的RISC(精簡指令集計算機)結構、16 kB 可編程Flash 存儲器、512 B 的EEPROM和1 kB 片內SRAM, 具有豐富的外設接口， 其SPI 接口允許ATmega16 與外設進行高速的同步數據傳輸。本設計中ATmega16 SPI 配置為主機模式，ENC28J60 為從設備。ATmega16 的SPI 工作模式由CPOL、CPHA 設置， 根據ENC28J60 的SPI 讀寫時序， ATmega16 的SPI工作模式應設置為模式0.ATmega16 通過將ENC28J60 的CS引腳置低實現與其的同步。SPI 時鐘由寫入到SPI 發送緩沖寄存器的數據啟動， SPI MOSI(PB5)引腳上的數據發送秩序由寄存器SPCR 的DORD 位控制， 置位時數據的LSB(最低位)首先發送， 否則數據的MSB(最高位)首先發送。我們選擇先發送MSB,同時接收到的數據傳送到接收緩沖寄存器， CPU 進行右對齊從接收緩沖器中讀取接收到的數據。應該注意， 當需要從ENC28J60 中讀取多個數據時， 即使ENC28J60 并不需要ATmega16 串行輸出的數據， 每讀取一個數據前都要向SPI 發送緩沖器寫一個數據以啟動SPI 接口時鐘。由于SPI 系統的發送方向只有1 個緩沖器， 而在接收方向有2 個緩沖器， 所以在發送時一定要等到移位過程全部結束后， 才能對SPI 數據寄存器執行寫操作; 而在接收數據時， 需要在下一個字節移位過程結束之前通過訪問SPI 數據寄存器讀取當前接收到的數據， 否則第1 個數據丟失。
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RJ45連接器由插頭(連接器、水晶頭)和插座(模塊)組成，插頭有8個凹槽和8個觸點，水晶頭要求RJ45具有良好的導電性能;觸點三叉簧鍍金厚度為50μm，符合超5級傳輸標準，符合T568A和T568B線序。必須防止松動,插頭拔掉,自鎖和其他功能,RJ45插座經常使用防滑插頭護套,用于保護插頭,防打滑,容易堵塞,另外,它有多種顏色選擇,可以提供相同的顏色作為嵌入式圖標,以便促進正確的連接。RJ45連接器應具有低而穩定的接觸阻抗。連接器的接觸電阻從幾毫歐姆到幾十毫歐姆不等，電阻值主要受接觸材料、正壓、表面狀態、使用中的電壓和電流等因素影響。RJ45連接器的插頭不是屏蔽的就是屏蔽的。屏蔽型RJ45連接器插頭由屏蔽包層覆蓋，外觀與非屏蔽型插頭相同。適用于各種設備/場景:知名攝影設備的視頻和功率傳輸和無線圖像傳輸設備。一般電話連接器屬于RJ11,公司在美國的開始開發插件的通用名稱,原名WExW外觀6針,WE6W使用所有6個聯系人,和WE2W只用中間兩針,后來成為一個RJ系列連接器。
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嵌入式系統以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟件硬件可裁剪、適應了各種應用系統中對功能、可靠性、成本、體積、功耗等的嚴格要求，因此它贏得了巨大的市場，在應用數量上遠遠超過了各種通用計算機。嵌入式接入Internet是近幾年隨著計算機網絡技術的普及和發展而發展起來的一項新興概念和技術，它通過為現有嵌入式系統增加因特網接入能力來擴展其功能，一般指設備通過嵌入式模塊而非PC系統直接接入Internet，以Internet為介質實現信息交互的過程，通常又稱為非PC接入。嵌入式系統利用網絡接口控制芯片實現與網絡的通信功能，成本低，控制方便可靠，滿足系統對通信的要求。考慮到本身的特點，在大量工業領域中應用嵌入式設備功能比較單一，在上述網絡接口控制芯片接口程序的基礎上只需要開發簡化的嵌入式協議棧，就可滿足許多情況下的應用需求。目前，許多公司和組織致力于將以太網與現場總線實現無縫連接，使以太網越來越向底層延伸。以太網在現場設備中的應用研究和基于以太網的智能芯片的開發等也日益成為研究的熱點。1 嵌入式接入網的主要方式目前嵌入式系統接入Internet通常有以下兩種主要方式：(1)采用高速的16／32Bit微控制器直接實現TCP/IP協議，這種方法的實現框圖如圖1所示。這種方式可以使嵌入式系統直接與Internet相連，有很大的靈活性。缺點是占用的系統資源較多，對微控制器的要求也很高，無法在8／16Bit低速微控制器為核心的嵌入式系統上實現。(2)使用嵌入式網關來實現，如圖2所示。各個嵌入式系統首先和網關進行通信，通信方式采用傳統的RS-232、RS-485等，由嵌入式網關負責實現TCP/IP協議，完成嵌入式系統的信息與Internet的信息交互。這種方案解決了以低速8／16Bit微控制器為核心的嵌入式系統接入Internet的問題。缺點是需要一個專門的嵌入式網關，而且和各個嵌入式系統之間的通信同樣受到速度和距離的限制，這種方法的實現成本將會增加。2 嵌入式系統的組成嵌入式系統包括硬件和軟件兩部分。硬件包括處理器微處理器、存儲器及外設器件和30端口、圖形控制器等。軟件部分包括操作系統軟件（要求實時和多任務操作）和應用程序編程。嵌入式系統的核心是嵌入式微處理器。嵌入式互聯的目標是嵌入式設備工作在以網絡為中心的環境中，把“孤立的目標系統”相互連接起來。為適應嵌入式分布處理結構和應用上網需求，嵌入式系統必需配有一種或多種網絡通信接口，使嵌入式微控制器不僅能執行傳統的控制功能，而且還能執行與連接因特網相關的功能，從而把標準網絡技術（TCP/IP）一直擴展到嵌入設備，由嵌入式系統自身實現Web服務器功能，這是解決嵌入式Internet問題的最佳方案；嵌入式設備接入Intranet/Internet網原則上講，只要實現TCP/IP網絡協議就可以。針對嵌入式設備連接涉及的兩個關鍵問題即傳送信息的媒質和采用的協議。最常用的聯接模式是以太網通信介質的有線連接與TCP/IP協議。其網絡體系結構與協議分層如圖1所示。利用網絡接口控制器（NIC-Network InteRFace Controller）來實現物理層和鏈路層協議，同時微處理器運行嵌入式TCP/IP協議通信模塊來實現與Intranet/Internet網的連接。一旦這個目標得以實現，就能在網絡環境下在任何時間從任何地點對位于任何其它地方的系統中的微控制器進行監控，利用傳統的Web和因特網機制遠程監視數據和運行情況控制，而且還能在合適的條件下對系統進行調試、升級和維護。 技術難點分析3．1 發送數據的封裝把一組數據發送到基于TCP/IP協議的網絡上，首要條件是產生符合TCP/IP協議的數據格式。首先從一個物理幀的格式來分析。一個標準的IEEE802.3的物理幀如圖4所示：如果與嵌入式系統的通信只是局限于局域網之中，在物理幀的數據域內可以直接放置要發送的數據。如果需要和其他的網絡進行通信，在物理幀的數據域中需要封裝更高層的協議，嵌入式系統發送的數據應該封裝在高層協議的數據域內。這些數據的層層封裝和物理幀的形成對于速度沒有特殊的要求，普通的低速微控制器完全可以實現。3．2 發送數據的發送以10M以太網為例說明，發送數據時應該做的工作是，首先對待發送的數據進行曼徹斯特編碼，而后對編碼后的數據進行扭曲處理，使發送的數據適合在 10M以太網上傳輸，最后把處理好的數據以10M的速度發送到以太網上。同時，為了保證數據的有效發送，系統還應具有沖突檢測和重發的功能。從以上的發送過程可以看出，直接用普通的微控制器是很困難的，應該考慮用其他的方法實現。4 一種嵌入式網絡接口的實現方案基于因特網的嵌入式網絡體系結構實現的核心問題是如何實現嵌入式網絡接口。在眾多實現方案中,以ＭＣＵ為核心的實現方案,雖然實現起來有一定困難,仍因其極低的成本,受到格外重視。在此實現了一種網絡接口芯片與ＭＣＵ相結合的方案,如圖5所示。RTL8019AS與硬件實現以太網接口芯片中,選用RTL8019AS。由臺灣Ｒｅａｌｔｅｋ公司生產的RTL8019AS以太網控制器,由于其優良的性能、低廉的價格,使其在市場上的10Ｍｂｐｓ網卡中占有相當的比例。使用8051/52兼容單片機實現對RTL8019AS的控制,電路圖如圖6所示。RTL8019AS采用8位數據傳輸的跳線模式(ＩＯＣＳ16接地, ＪＰ接高電平)。Ｐ0口通過地址鎖存器實現地址數據復用。Ｐ3.4片選RTL8019AS。數據收發不使用中斷驅動,全部由軟件查詢實現。基地址選擇引腳ＩＯＳ[3:0]空,Ｉ/Ｏ基地址為300Ｈ。使用雙絞線為通信介質,所使用的引腳有:ＴＰＩＮ+,ＴＰＩＮ-,ＰＯＵＴ+,ＴＰＯＵＴ-,連入耦合隔離變壓器ＦＢ2022,通過ＲＪ 45插頭實現與網絡的連接。通常ＴＣＰ/ＩＰ是指Ｉｎｔｅｒｎｅｔ協議簇,而不單單是ＴＣＰ/ＩＰ。因此,在8ｂｉｔＭＣＵ不大的ＲＯＭ空間里,不可能實現所有的ＴＣＰ/ＩＰ協議。考慮到嵌入式應用中硬件系統的多樣性,完成特定功能的應用程序也各不相同,因而軟件的設計在保證滿足功能前提下,最好短小,易于被移植,尤其是應用程序與網絡協議軟件應具備一定的獨立性。因此,選擇ＴＣＰ/ＩＰ作為嵌入式網絡的通信協議,同時必須對ＴＣＰ/ＩＰ協議簇根據實際需要進行必要的刪減,即實現一個ｔｈｉｎＴＣＰ/ＩＰ協議簇。通常的ｔｈｉｎＴＣＰ/ＩＰ的層次結構與標準的ＴＣＰ/ＩＰ的一樣,也是四層結構(圖7)。以太網接口層主要實現對以太網接口芯片的控制,ＩＰ層根據實際需要選擇實現ＡＲＰ(地址解析協議)、ＲＡＲＰ(反向地址解析協議)、ＩＣＭＰ(因特網控制報文協議)以及ＩＧＭＰ(網絡組管理協議)。傳輸層主要由ＴＣＰ(傳輸控制協議)和ＵＤＰ(用戶數據報協議)組成,在實際實現時,根據需要可只實現其中一個。ＣＩＰ(控制信息協議)是專為控制設備、基于對象的一種方法,它是獨立于特定網絡的應用層協議,提供了訪問數據和控制設備操作的服務集。ＣＩＰ的制定需要根據具體應用加以考慮,與通常協議的格式相似,也為“命令+數據”模式。
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防水RJ45帶變壓器是一種用于水中工作的具有防水功能的電子元器件，它們內部能夠放置電源線，網線等，不光能夠提供正常而且安全牢靠的電源、信號運送，Z首要也是Z具特征的作用是起到極好的防水防塵效果。現在，關于防水連接器防水功能的首要鑒定規范是依據IP防水等級規范。看防水接頭防水功能如何，首要看IPXX的后邊兩位數字XX，第一位X是從0到6，Z高等級為6；第2位數字是從0到8，Z高等級為8；因而防水接頭的Z高防水等級為IP68。跟著技能的開展，現在咱們日子許多東西都會用到電，但是帶電的東西多多少少對咱們的安全會有必定的影響，所以防水很首要，防水連接器能夠使用到帶水的環境 中，它具有過硬的密封功能，牢靠的防水功能。比如有些設備如果是要進入水里或許在水底裝置，那么運用防水連接器就能夠不用憂慮連接器因水特別是含化學物質 較多的水的進入而損害機械設備的疑問。防水RJ45帶變壓器的出現能夠說是咱們的一大福音。它的使用很廣泛，我許多范疇中都需求用防水RJ45帶變壓器，像工業環境中，如在LED照明燈飾、城市野外照明工程、燈塔、 游船、航空、工業設備、電纜、運水車等等，都需求用到防水連接器。軍用范疇由于對使用請求對比嚴厲，很多用到防水連接器，如潛艇用連接器，潛射導彈用防水RJ45帶變壓器等。
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市場上有很多網絡帶變壓器供應商，但現在隨著市場的擴大，需求也越來越大。這么多RJ45變壓器怎么買？其實購買的方式有很多種。比如阿里巴巴或者百度可以找廠家買，你也可以去廠家考察或者比較幾家，你就找到如何選擇了。使用RJ45帶變壓器可以增強信號，使傳輸距離更長；將芯片端與外界隔離，大大增強抗干擾能力，增加對芯片的保護（如雷擊）；其次，當連接不同電平時（如果有的PHY芯片是2.5V，有的PHY芯片是3.3V），網口不會影響對方的設備。網絡變壓器的RJ45接頭主要用于信號電平耦合。首先，可以增強信號，使傳輸距離更長。其次，芯片可以與外界隔離，大大提高了抗干擾性能。該芯片還具有很強的保護作用（如模擬雷擊）。連接不同級別的網口時（如果PHY芯片為2.5V，部分PHY芯片為3.3V），不會影響對方設備的性能。配電變壓器在運行時通常不采用直接接地，但必須做好接地工作。可以在高壓熔斷器和變壓器之間加裝避雷針，保證中性點接地效果，不會有斑點。現象。
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摘要 在自動化控制及其他民用設備、工業控制如電力設備系統等領域，眾多設備的對外通訊接口仍然是低速串口。但低速串口有其固有的缺點：無法集中、全面、準確而實時地監控數據。本文介紹基于微處理器SEP3203串口以太網轉換器的以太網接口的軟硬件設計方法，它可以變傳統的串口通訊為網絡通訊，實現串口設備的快速聯網。1引言在自動化控制及其他民用設備、工業控制如電力設備系統等領域，眾多設備的對外通訊接口仍然是低速串口。因此現有系統的缺點是：無法集中、全面、準確而實時地監控數據。隨著以太網在工業、商業領域的大規模使用以及網絡自動化強勁勢頭的到來，用戶與供應商迫切需要在任何時間和任何地點都可以實時訪問數據和進行控制，做到遠程快速故障分析與處理、設備的遠程維護，以便提高質量，提高工作效率并降低整體成本。完全換掉這些串口通訊的設備是既不經濟也不可行的。針對一些實際需求，采用串口以太網轉換器就是解決這些問題的最佳解決方案。本課題串口以太網轉換器正是在這一要求下設計出來的產品, 本文就是本課題下的子課題部分。2基于ARM7TDMI的SEP3203微處理器簡介ARM7TDMI處理器是ARM7處理器系列成員之一，是目前應用較廣的32位高性能嵌入式RISC處理器，SEP3203[1]是東南大學國家專用集成電路系統工程技術研究中心基于ARM7TDMI處理器內核設計的16/32位RISC微處理器芯片。它面向低成本手持設備和其它通用嵌入式設備，為用戶提供了豐富的外設、低功耗管理和低成本的外存配置。３串口以太網轉換器中與以太網接口相關的電路結構為了實現該轉換模塊的研究，首先要選擇一個硬件平臺即嵌入式處理器。由于ARM是基于精簡指令系統（RISC）的32位內核，代碼效率高，運行速度快，綜合性能強，在基于ARM體系結構的嵌入式CPU中，基于ARM7TDMI體系結構的SEP3203嵌入式微處理器擁有較好的技術支持，因此本轉換器選擇SEP3203作為硬件平臺；轉換系統必須要有電源，供整個系統用；系統工作時需要有工作時鐘，因此本系統需要有時鐘電路；由于用戶需要的轉換器要有串口、USB和以太網口下載等功能，由于本文只針對以太網口，其它兩個接口本文不作介紹。以太網口與嵌入式芯片之間要有一個網絡模塊，現把與以太網口相關電路結構的部分設計顯示如圖1所示。4 網絡接口電路的硬件設計SEP3203芯片內部沒有集成網絡模塊，但SEP3203芯片設計的接口豐富，可以方便地擴展。考慮使用中可能對網速的要求比較高，因此本系統選用了10M的以太網接口。本系統的網絡接口采用REALTEK公司的RTL8019芯片。RTL8019AS 是一種高度集成的以太網芯片，能簡單的實現Plug and Play 并兼容NE2000。由于它擁有三種等級的掉電模式，所以它是綠色電腦的網絡設備的理想選擇。在全雙工模式下，如果是連接到一個同樣是全雙工的交換機或集線器，就可實現同時接收和發送[2]。RTL8019AS支持16KByte、32KByte、64KByte的BROM，另外還支持FLASH MENORY和頁訪問方式，最大支持4MByte（16K×256），此外還支持在運行完BROM 后釋放內存以供系統其他程序的運行。網絡接口模塊的系統連接示意圖如圖2所示。由圖2可知，以太網接口通過系統總線外擴而成。RTL8019AS的地址使用方式有5位、8位、11位三種。使用5位地址就可以訪問RTL8019AS所有的寄存器，實現最簡單的網絡功能。本系統使用8位地址滿足了操作系統對遠程DMA端口的需求。網絡接口模塊和SEP3203微處理器的連接線比較簡單，在PCB板上布線比較規則。網絡接口芯片RTL8019的實際電路連接圖見參考文獻[3]。網口選用了內置變壓及指示燈的RJ45網絡接口，實際電路圖如圖3[4]所示， 對比SEP3203微處理器的SRAM接口協議，由于總線沒有等待信號，所以沒有使用IOCHRDY信號。由于SEP3203微處理器總線的最低數據位寬是16位，所以IOCS16B固定置于16位方式。5軟件平臺Nucleus綜合考慮各個因素，我們選擇了嵌入式實時操作系統Nucleus。Nucleus PLUS是美國著名RTOS廠商(ATI)(Accelerated Technology Inc)公司為實時嵌入式應用而設計的一個搶先式多任務操作系統內核，其95％的代碼是用ANSI C寫成的，非常便于移植并支持大多數類型的處理器。Nucleus PLUS是一組C函數庫，下載到目標板的RAM中或直接燒錄到到目標板的ROM中執行。在典型的目標環境中，Nucleus PLUS核心代碼一般不超過20K字節大小，內核規模非常小。Nucleus PLUS除提供功能強大的內核操作系統外，還提供種類豐富的功能模塊。例如用于通訊系統的局域和廣域網絡模塊，支持圖形應用的實時化Windows模塊，支持nternet網的WEB產品模塊，工控機實時BIOS模塊，圖形化用戶接口，以及應用軟件性能分析模塊等，用戶可以根據自己的應用來選擇不同的應用模塊；6 網絡接口通信的設計網絡接口的硬件將網絡上傳送來的數據送入系統內存中，并通知操作系統有網絡數據到達。通常，網絡接口使用中斷機制來完成這一任務，一個中斷時處理器將正常的處理掛起，跳轉到設備驅動程序的代碼段執行。此時，由設備驅動程序管理所有細節。設備驅動軟件通知協議棧已經有一個分組到達，并要求進行相應的處理。當設備驅動軟件完成這些繁瑣的處理工作后，他將從中斷返回，處理器繼續從中斷發生處往下執行。在本協議棧中，設備驅動程序對上層應用屏蔽了接收和發送的細節。用戶只需要調用相應的套接字即可以完成數據的接收和發送。比如用戶要使用非阻塞方式接收和發送數據，可以使用Select()，在Select 的timeout 參數選擇NO_PREEMPT，即可以非阻塞方式接收發送。在本TCP/IP 實現中，協議棧初始化是依靠調用NETI_Init（）完成的。NETI_Init()完成兩個工作，首先是對網絡協議棧的初始化[5]， 然后就對系統所使用的網絡設備進行初始化流程說明：①程序由Main()函數開始，調用taskmain()。②taskmain()調用sys_ini()對系統初始化，調hardware_ini()對硬件初始化；調用vcre_tsk()創建了6個任務,調用stak_tske()將部分任務放入就緒隊列，調用sys_sta()啟動系統。③通過系統調度開啟任