W5500 और ATMEGA8 पर आधारित एक TELNET सर्वर का विकास

हाल ही में, Arduino सॉफ़्टवेयर और हार्डवेयर कॉम्प्लेक्स बहुत लोकप्रिय हो गए हैं, जिसे विभिन्न दिलचस्प इलेक्ट्रॉनिक डिज़ाइन विकसित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। डिज़ाइन को आवश्यक मॉड्यूल के साथ Arduino बेसबोर्ड से जोड़कर बनाया गया है। Arduino बेसबोर्ड पर एक माइक्रोकंट्रोलर, फ़र्मवेयर है, जिसके लिए Arduino का उपयोग करने के लिए एक विशेष विकास वातावरण में लिखा है, एक नियम के रूप में, एक या किसी अन्य मॉड्यूल के लिए तैयार लाइब्रेरी।

मॉड्यूल में से एक - W5500 - इलेक्ट्रॉनिक संरचनाओं के निर्माण के लिए है जो इंटरनेट से जुड़ा होगा। इस मामले में, सबसे अधिक बार, इसका अर्थ है कि इसकी संरचना का रिमोट कंट्रोल। उदाहरण के लिए, यह एक "स्मार्ट होम", एक रोबोट और जैसा हो सकता है। सबसे तुच्छ परियोजना (हैलो दुनिया को छोड़कर) एक वेब ब्राउज़र (छवि 1) के माध्यम से एल ई डी का दूरस्थ समावेश है। यदि, एल ई डी के बजाय, ट्रांजिस्टर स्विच और रिले जुड़े हुए हैं, तो अधिक शक्तिशाली भार स्विच किए जा सकते हैं। इस प्रकार, संक्षेप में, इस डिजाइन का प्रोग्राम (फर्मवेयर) एक वेब सर्वर है जो दूरस्थ उपयोगकर्ता से http अनुरोधों को संसाधित करता है।

अंजीर। 1. एक ब्राउज़र के माध्यम से एल ई डी का प्रबंधन।

W5500 मॉड्यूल W5500 चिप पर ही आधारित है जो कि इसके बॉडी किट के साथ है, साथ ही SPI के माध्यम से MK के लिए BLS कनेक्टर, कंप्यूटर नेटवर्क से कनेक्ट करने के लिए RJ-45 कनेक्टर और 3.3 V (Fig। 2) के लिए एक रैखिक वोल्टेज नियामक है।



अंजीर। 2. W5500 मॉड्यूल।

W5500 चिप ईथरनेट प्रोटोकॉल से टीसीपी (छवि 3) तक नेटवर्क प्रोटोकॉल के एक पूरे ढेर के एकीकृत प्रसंस्करण के साथ एक पूर्ण नियंत्रक है। इस चिप के आधार पर एक डिज़ाइन को लागू करना, प्रोग्रामर को टीसीपी / आईपी प्रोटोकॉल प्रोसेसिंग कोड लिखने की आवश्यकता नहीं है, यह केवल एप्लिकेशन लेयर प्रोटोकॉल को लागू करने के लिए पर्याप्त है, जो टीसीपी में एम्बेडेड होगा। ऊपर के उदाहरण में (Arduino पर), http का उपयोग एप्लिकेशन प्रोटोकॉल के रूप में किया जाता है।

अंजीर। 3. W5500 चिप की संरचना।

Arduino किए बिना, मैंने W5500 चिप के लिए प्रलेखन का विस्तार से अध्ययन करने का निर्णय लिया और स्वतंत्र रूप से एटमेगा 8 माइक्रोकंट्रोलर पर आधारित कार्यक्रम को लागू करने का निर्णय लिया। इस कार्यक्रम में एक http हैंडलर शामिल नहीं होगा। रिमोट टर्मिनल का उपयोग करके टीसीपी प्रोटोकॉल के माध्यम से सरलतम (रॉ) डेटा एक्सचेंज को लागू करना आवश्यक है। टेलनेट प्रोटोकॉल के बारे में बात करना पूरी तरह से सही नहीं है, जैसा कि इस लेख का शीर्षक कहता है। टर्मिनलों के मापदंडों के बारे में अतिरिक्त जानकारी के आदान-प्रदान के आधार पर इसकी अपनी विशिष्ट विशेषताएं हैं। हालांकि, अधिकांश टेलनेट ग्राहक रॉ का समर्थन करते हैं और उपरोक्त की आवश्यकता नहीं है। इस प्रकार, Atmega8 MK प्रोग्राम में एप्लिकेशन-स्तरीय प्रोटोकॉल हैंडलर शामिल नहीं होगा। वह केवल W5500, सॉकेट प्रबंधन, डेटा रिसेप्शन और ट्रांसमिशन के आरंभीकरण से निपटेगा।

इस डिज़ाइन का मुख्य अनुप्रयोग रिमोट टर्मिनल के माध्यम से उपकरण प्रबंधन है। इस मामले में, डिज़ाइन UART इंटरफ़ेस (तीन तारों GND, TxD, RxD) के माध्यम से प्रबंधित डिवाइस से जुड़ा है। टर्मिनल के माध्यम से प्रबंधन एक ग्राफिकल इंटरफ़ेस की अनुपस्थिति में एक विशेष क्षेत्र में एक क्लासिक पेशेवर दृष्टिकोण है। उदाहरण के लिए, एक विंडोज या लिनक्स कमांड लाइन, या टेलनेट प्रोटोकॉल का उपयोग करके टर्मिनल के माध्यम से राउटर को कॉन्फ़िगर करने का एक तरीका। अंतिम उदाहरण वास्तव में इस लेख में चर्चा किए गए विचार के बराबर है।

इस या उस उपकरण को विकसित करते समय, यदि आवश्यक हो, तो मैं इसे एक टर्मिनल के माध्यम से टेक्स्ट कमांड के साथ नियंत्रित करने की परिकल्पना करता हूं जो UART इंटरफ़ेस के माध्यम से जुड़ा हुआ है। यह MAX232 एडॉप्टर चिप के माध्यम से RS-232 COM पोर्ट या PL2303 चिप के माध्यम से USB (वर्चुअल COM पोर्ट) के लिए एक नियमित पीसी के लिए एक कनेक्शन हो सकता है। आप टर्मिनल के रूप में मानक हाइपरटर्मिनल प्रोग्राम का उपयोग कर सकते हैं। एंड्रॉइड स्मार्टफोन के प्रसार के साथ, ब्लूटूथ के माध्यम से कनेक्ट करना सुविधाजनक हो गया: एक ब्लूटूथ मॉड्यूल (उदाहरण के लिए, एचसी -06) डिवाइस के यूएआरटी इंटरफेस से जुड़ा है, और एक स्मार्टफोन वायरलेस तरीके से मॉड्यूल से जुड़ा है। इंटरनेट पर कई एप्लिकेशन हैं जो ब्लूटूथ के माध्यम से टर्मिनल को लागू करते हैं। इस प्रकार, आप एक छोटी सी सीमा में ब्लूटूथ के माध्यम से मोबाइल फोन से टर्मिनल के माध्यम से डिवाइस को नियंत्रित कर सकते हैं। इस आलेख में चर्चा की गई डिज़ाइन आपको इंटरनेट का उपयोग करके टर्मिनल के माध्यम से नियंत्रण लागू करने की अनुमति देती है। टर्मिनल मानक हाइपरटर्मिनल हो सकता है, जो विंडोज एक्सपी के साथ आता है, या आप विंडोज कमांड लाइन से टेलनेट उपयोगिता चला सकते हैं और इसमें काम कर सकते हैं। अगर हम स्मार्टफोन के बारे में बात कर रहे हैं, तो आप एंड्रॉइड पर एप्लिकेशन में से एक चुन सकते हैं (उनमें से भी बड़ी संख्या में हैं) (छवि 4)।



अंजीर। 4. Google Play पर "टीसीपी टर्मिनल" के लिए आवेदन।

W5500 चिप में 8 स्वतंत्र सॉकेट हैं, जिनमें से प्रत्येक में 2 केबी से अधिक जानकारी प्राप्त करने और संचारित करने की मेमोरी है। कुल, प्राप्त करने के लिए कुल मेमोरी 16 केबी और सूचना प्रसारित करने के लिए 16 केबी है। इन मापदंडों का उपयोग डिफ़ॉल्ट रूप से किया जाता है, लेकिन यदि आवश्यक हो, तो चिप इनिशियलाइज़ेशन के चरण में, मेमोरी को सॉकेट्स पर पुनः स्थापित किया जा सकता है। यहां वर्णित एप्लिकेशन डिफ़ॉल्ट मेमोरी सेटिंग्स का उपयोग करेगा, और सभी 8 सॉकेट शामिल हैं। इसके प्रारंभ के चरण में प्रत्येक सॉकेट को बहुत सारे मापदंडों को सौंपा गया है, जिनमें से मुख्य इसके संचालन मोड और टीसीपी पोर्ट हैं। सभी आठ सॉकेट्स का ऑपरेशन मोड जो हमें चाहिए वह है टीसीपी सर्वर मोड। आपको प्रत्येक सॉकेट में अलग-अलग पोर्ट असाइन करने होंगे। मैंने आठ लगातार पोर्ट लिया, उदाहरण के लिए, 4000 से। डब्ल्यू 5500 मॉड्यूल के शुरुआती चरण में, इसे एटमेगा 8 एमके प्रोग्राम में वायर्ड नेटवर्क पैरामीटर सौंपा गया है: आईपी एड्रेस, सबनेट मास्क, गेटवे का आईपी एड्रेस और यहां तक ​​कि भौतिक मैक एड्रेस। W5500 की नेटवर्क सेटिंग्स को उस होम नेटवर्क की सेटिंग्स से मेल खाना चाहिए, जिससे वह कनेक्ट होता है। दूरस्थ रूप से हमारे वर्णित डिवाइस से कनेक्ट होने पर, टर्मिनल सेटिंग्स होस्ट एड्रेस (आईपी एड्रेस या डोमेन नाम) और पोर्ट को दर्शाती हैं। होस्ट पता W5500 डिवाइस को संदर्भित करता है, और पोर्ट डिवाइस में सॉकेट को संदर्भित करता है। एक सॉकेट केवल एक कनेक्शन के साथ काम कर सकता है। इसलिए, आठ स्वतंत्र एक साथ कनेक्शन बनाना संभव है। चित्रा 5 मानक हाइपरटर्मिनल प्रोग्राम में W5500 को आईपी पते 192.168.0.111 से सॉकेट 0 (पोर्ट 4000) के साथ कनेक्शन पैरामीटर दिखाता है। वैश्विक इंटरनेट (बाहर से) से कनेक्ट करने के लिए, आपको अपने होम राउटर को ठीक से कॉन्फ़िगर करने की आवश्यकता है।

अंजीर। 5. HyperTerminal में TCP / IP के माध्यम से कनेक्शन।

मैंने कई अलग-अलग टीसीपी टर्मिनल अनुप्रयोगों की कोशिश की, प्रत्येक के अपने फायदे और नुकसान हैं। सबसे पहले, टीसीपी पैकेट को पैक करने की विधि से, दो मामलों को अलग किया जा सकता है। पहले मामले में, एक टीसीपी पैकेट उत्पन्न होता है और टर्मिनल में एक चरित्र दर्ज होने पर तुरंत सर्वर को भेजा जाता है। इस प्रकार, प्रत्येक पैकेट का डेटा क्षेत्र 1 बाइट लेता है और इसमें उपयोगकर्ता द्वारा दर्ज किया गया वर्ण होता है। हाइपरटर्मिनल प्रोग्राम इस मोड में काम करता है। दूसरे मामले में, चरित्र सेट (कमांड) एक अलग पाठ क्षेत्र में दर्ज किया जाता है, और जब आप "भेजें" बटन पर क्लिक करते हैं, तो डेटा फ़ील्ड के साथ केवल एक पैकेट बनता है, जिनमें से सामग्री उपयोगकर्ता द्वारा दर्ज किया गया वर्ण सेट है। बाइट्स में ऐसे पैकेट के डेटा फ़ील्ड का आकार दर्ज किए गए वर्णों की संख्या के साथ मेल खाता है। दूसरा मामला सबसे बेहतर और सुविधाजनक है, साथ ही यातायात में किफायती भी है। हमारा डिज़ाइन दोनों मामलों के साथ काम करता है, UART MK Atmega8 के आउटपुट (TxD) में किसी भी सॉकेट से दूरस्थ उपयोगकर्ता द्वारा दर्ज किए गए सभी अक्षर।

सर्वर से क्लाइंट तक जानकारी के हस्तांतरण के संगठन के लिए, यहाँ भी अपनी विशेषताओं है। RxD UART MK लेग पर एक बाइट (कैरेक्टर) मिलने पर एमके प्रोग्राम को सीधे सिंगल-बाइट टीसीपी पैकेट भी बनाना संभव है। आप एक विशेष अतिरिक्त सिग्नल की उपस्थिति से एमके को आने वाले बाइट्स के सेट से एक टीसीपी पैकेट बना सकते हैं, जो केवल कनेक्टेड डिवाइस (पैकिंग सिग्नल) से अनुक्रम के प्रसारण के दौरान मौजूद है। वैसे, इस सिग्नल का उपयोग आरएस -232 को अर्ध-डुप्लेक्स आरएस -485 इंटरफ़ेस में परिवर्तित करने के मामले में ट्रांसमिशन को मैक्स 485 पर स्विच करने के लिए किया जाता है। हालांकि, जैसा कि मैं आश्वस्त था, टाइमर का उपयोग करना सबसे सुविधाजनक है, अर्थात। एक छोटी सी देरी जिसके दौरान पात्रों का स्वागत और टीसीपी पैकेट का निर्माण किया जाएगा। यह वह विधि है जिसे मैंने वर्णित निर्माण में लागू किया है। यह निम्नानुसार काम करता है। टाइमर (समय लगभग 0.3 सेकंड सेट किया गया है।) तब शुरू होता है जब पहला चरित्र आता है और रीसेट होता है जब प्रत्येक अगला चरित्र UART MK पर आता है। यदि कोई वर्ण निर्दिष्ट समय के भीतर नहीं आया, तो प्राप्त वर्णों वाला एक पैकेट बनता है और ग्राहक को भेजा जाता है, और टाइमर बंद हो जाता है। मेरे विशेष मामले में, सभी सॉकेट्स पर एक सामूहिक मेलिंग है जिससे ग्राहक जुड़े हुए हैं।

अब यह गोपनीयता के बारे में होगा। वर्णित रिमोट टर्मिनल ट्रैफ़िक विश्लेषणकर्ताओं का उपयोग करके ईवेस्कॉर्पिंग से सुरक्षित नहीं है। यहां तक ​​कि टेलनेट प्रोटोकॉल स्वयं पासवर्ड प्रमाणीकरण और एन्क्रिप्शन प्रदान नहीं करता है। इसके लिए, अन्य आधुनिक रिमोट टर्मिनल प्रोटोकॉल हैं। और टेलनेट के मामले में, साथ ही साथ रॉ (एक आवेदन प्रोटोकॉल के बिना) के मामले में, आप पासवर्ड प्रमाणीकरण की एक अप्रत्यक्ष विधि को लागू कर सकते हैं, जो केवल जानबूझकर जानबूझकर हस्तक्षेप के साथ अप्रभावी होगा। हालांकि, प्राधिकरण का यह तरीका अनियंत्रित "बाएं" ट्रैफ़िक से रक्षा करेगा। यह स्पाइवेयर से आ सकता है, जो ज्ञात प्रदाताओं के आईपी पते और बंदरगाहों की सीमा के माध्यम से छंटनी कर सकता है, अचानक हमारे डिवाइस से कनेक्ट हो सकता है (यदि यह इंटरनेट से कनेक्शन के लिए "सुनता है")। मेरे फर्मवेयर में, मैंने एक क्लाइंट वेलकम पेज लागू किया है, अगर यह सर्वर से जुड़ा है, अर्थात। W5500 मॉड्यूल पर आधारित डिजाइन के लिए।

स्वागत पृष्ठ में ग्राहक के आईपी पते, सॉकेट नंबर (निगरानी के लिए) और पासवर्ड दर्ज करने का अनुरोध (चित्र 6) के बारे में जानकारी शामिल है।

अंजीर। 6. W5500 सर्वर के लिए आपका स्वागत है पृष्ठ।

एमके प्रोग्राम के अंदर कनेक्ट करने के बाद, एक टाइमर शुरू होता है (लगभग 18 सेकंड के लिए), जिसके दौरान उपयोगकर्ता के पास एक विशिष्ट पासवर्ड (सभी सॉकेट पर समान) दर्ज करने का समय होना चाहिए। यदि पासवर्ड गलत तरीके से दर्ज किया गया है, तो निर्धारित समय बीत जाने के बाद, उपयोगकर्ता संबंधित संदेश और सर्वर को सूचित करता है (चित्र 7)।

अंजीर। 7. गलत पासवर्ड की सूचना देना।

सही ढंग से दर्ज पासवर्ड के मामले में, उपयोगकर्ता को संबंधित संदेश (छवि 8) भी दिखाया जाता है। उसके बाद, रिमोट टर्मिनल और MK के UART इंटरफ़ेस के बीच एक "पारदर्शी" पुल स्थापित किया गया है, जिसमें W5500 मॉड्यूल SPI के माध्यम से जुड़ा हुआ है। ऐसे पुल के संचालन का परीक्षण केवल उपयोगकर्ता टीमों के स्तर पर किया गया था। पूर्ण-गति वाले उच्च-गति वाले डेटा एक्सचेंज की गारंटी नहीं दी जा सकती है, यदि कुछ मामलों में, क्लाइंट एप्लिकेशन उपयोगकर्ता टर्मिनल नहीं है, लेकिन कुछ अन्य प्रोग्राम। और इससे भी अधिक, वर्णित डिज़ाइन पूर्ण-द्वैध डेटा विनिमय की गारंटी नहीं देता है (अधिक सटीक रूप से, इसके लिए प्रदान नहीं किया गया है)।

अंजीर। 8. सही पासवर्ड के बारे में संदेश।

जब एक पासवर्ड दर्ज किया जाता है, तो उपयोगकर्ता टर्मिनल में प्रवेश करने वाले पात्रों को वापस नहीं करता है, और "बैकस्पेस" भी काम नहीं करता है (गलत तरीके से दर्ज चरित्र के साथ रोलबैक)। पासवर्ड की लंबाई 8 वर्ण है। MK कार्यक्रम क्लाइंट से प्राप्त पहले 8 वर्णों को स्कैन करता है, भले ही टीसीपी पैकेट पर उनके वितरण के बावजूद। लेकिन कोई भी पैकेट 10 बाइट्स से अधिक नहीं होना चाहिए। वैसे, हाइपरटर्मिनल में "सेंड टेक्स्ट फाइल" फंक्शन काफी दिलचस्प तरीके से काम करता है। चूंकि यह ट्रैफ़िक एनालाइज़र का उपयोग करके जांचा गया था, जब यह फ़ंक्शन किया जाता है, तो दो टीसीपी पैकेट बनते हैं: 1 बाइट के डेटा वाले पहले पैकेट में ट्रांसमिटेड टेक्स्ट फ़ाइल का पहला कैरेक्टर होता है, और दूसरे पैकेट में बाकी कंटेंट होते हैं।

सर्वर दो अलग-अलग पासवर्ड प्रदान करता है। एक पासवर्ड का उपयोग टीसीपी-यूएआर पुल (सामान्य उपयोग) को स्थापित करने के लिए किया जाता है, जैसा कि ऊपर वर्णित है, और दूसरा पासवर्ड W5500 मॉड्यूल या अन्य डिज़ाइन मापदंडों को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किया जाता है। यदि यह पासवर्ड दर्ज किया जाता है, तो उपयोगकर्ता को एक और स्वागत पृष्ठ दिखाया जाता है, और वह नियंत्रण मोड में प्रवेश करता है। मैंने जानबूझकर प्रदान किया कि यह मोड केवल मुफ्त सॉकेट्स में से एक पर संभव था। यदि इस मोड के साथ एक सॉकेट व्यस्त है, और किसी अन्य सॉकेट पर इस मोड में लॉग इन करने का प्रयास किया जाता है, तो सर्वर द्वारा कनेक्शन तुरंत काट दिया जाएगा। ब्रेक से पहले, सॉकेट नंबर के बारे में एक संदेश प्रदर्शित किया जाएगा जो पहले से ही काम कर रहा है (व्यस्त) नियंत्रण मोड (छवि 9) में।

नियंत्रण मोड मेरे द्वारा परिभाषित आदेशों के लिए प्रदान करता है, जिनमें से एक सूची मदद कमांड दर्ज करके देखी जा सकती है। कमांड को एक नई पंक्ति वर्ण (कुंजी दर्ज करें) के साथ समाप्त होना चाहिए। इसके अलावा, यदि नियंत्रण मोड सक्रिय है, तो W5500 सर्वर टर्मिनल को सेवा संदेश भेजता है, उदाहरण के लिए, क्लाइंट को अन्य सॉकेट से उनके आईपी पते या मुफ्त सॉकेट के बारे में जोड़ने के बारे में। चित्र 10 उपरोक्त प्रदर्शित करता है। टीमों की सूची अभी पूरी नहीं हुई है, इसे समय के साथ फिर से भरना होगा।



अंजीर। 9. नियंत्रण मोड पासवर्ड दर्ज करते समय एक व्यस्त सॉकेट के बारे में एक संदेश।

अंजीर। 10. W5500 नियंत्रण मोड।

इको कमांड टर्मिनल पर मुद्रित चरित्र की वापसी को अक्षम या सक्षम करता है (स्व-निगरानी)। निम्नलिखित दो आदेश W5500 चिप के पते रजिस्टर को पढ़ने और लिखने के लिए हैं। पते के लिए रजिस्टरों के मूल्यों को W5500 चिप के लिए प्रलेखन में दर्शाया गया है। मैंने इन सार्वभौमिक आदेशों को पेश किया, मुख्य रूप से डिबगिंग के लिए। आरएल कमांड तुरंत बाद बताए गए सॉकेट नंबर को रिबूट करता है। इसी प्रकार, sr कमांड सॉकेट की स्थिति को पढ़ता है, इसका मान HEX नंबर के रूप में देता है। "सुनिश्चित" कमांड प्रत्येक सॉकेट के लिए राज्यों की एक तालिका देता है: राज्य "0" - सॉकेट मुक्त है, ग्राहक की प्रतीक्षा कर रहा है, राज्य "1" - सामान्य उपयोग में सॉकेट, राज्य "2" - नियंत्रण मोड में सॉकेट। आप बहुत बड़ी संख्या में कमांड दर्ज कर सकते हैं। यह उपकरण को चालू करने के लिए उपयोगी होगा जो चिप में फिट हो जाता है जब डिवाइस को चालू किया जाता है (उदाहरण के लिए, नेटवर्क पैरामीटर), एमके की गैर-वाष्पशील मेमोरी में उन्हें संग्रहीत करते हुए। यह विशेष कमांड दर्ज करने के लिए भी उपयोगी हो सकता है जो अतिरिक्त मुफ्त एमके पिन को नियंत्रित करेगा। उदाहरण के लिए, "PC0 = 1," "PC2 = 0," आदि। कॉन्फ़िगरेशन कमांड UART इंटरफ़ेस MK की आवश्यकता सुनिश्चित करें।

एमके कार्यक्रम के काम के अधिक सूक्ष्म विवरणों पर विचार करें। उपर्युक्त टाइमर के अलावा, एक टाइमर सक्रिय है, जिसके लिए धन्यवाद, प्रत्येक के बारे में आधा मिनट, तथाकथित टीसीपी नियंत्रण पैकेट "रखने-जीवित"। उपयोगकर्ता डेटा विनिमय की अनुपस्थिति में कनेक्शन को सत्यापित करने के लिए यह आवश्यक है। यदि किसी कारण से W5500 के अंदर एक निश्चित समय के भीतर क्लाइंट से कोई पुष्टि नहीं होती है, तो तथाकथित टाइमआउट और सॉकेट रिबूट होगा। कनेक्शन अचानक खो सकता है, उदाहरण के लिए, डेटा लिंक या भौतिक परत पर एक ब्रेक के कारण: उन्होंने एक ईथरनेट केबल निकाली, इंटरनेट काट दिया, या वाई-फाई कनेक्शन खो दिया, आदि।

W5500 चिप (डेटाशीट) के लिए प्रलेखन के आधार पर, प्रोग्राम कोड में निम्नलिखित फ़ंक्शन कार्यान्वित किए जाते हैं। सबसे पहले, W5500 को लिखने और पढ़ने के मूल कार्य पते पर रजिस्टर करते हैं। शीर्ष-स्तरीय फ़ंक्शन - हार्डवेयर रीसेट, चिप इनिशियलाइज़ेशन, सॉकेट इनिशियलाइज़ेशन, सॉकेट खोलना, सॉकेट सुनना, सॉकेट को डिस्कनेक्ट करना और बंद करना, "Keep_alive" कमांड भेजना, सॉकेट को रिबूट करना। अंतिम फ़ंक्शन उपरोक्त कार्यों की एक संरचना है: समापन, खोलना, सुनना। निष्पादित होने के बाद अधिकांश फ़ंक्शन सॉकेट स्थिति मान लौटाते हैं। अंत में, सबसे बुनियादी कार्य प्राप्त सूचनाओं (आरएक्स बफर से पढ़ना) को संसाधित कर रहे हैं और भेजी गई जानकारी (TX बफर को लिखना) को संसाधित कर रहे हैं। मैंने चिप निर्माता W5500 ( लिंक ) की आधिकारिक वेबसाइट से इन कार्यों के कार्यान्वयन पर सिफारिशें लीं। प्राप्त फ़ंक्शन अपने स्वयं के 128-बाइट गैर-रिंग बफ़र में आरएक्स बफर से प्राप्त डेटा को ओवरराइट करता है। यह आकार सरल अनुप्रयोगों के लिए पर्याप्त है, और आप Atmega8 माइक्रोकंट्रोलर से बहुत कुछ प्राप्त नहीं कर सकते। W5500 का TX बफर भी मध्यवर्ती बफर से डेटा स्थानांतरित करता है, जो आकार में भी छोटा है। और बदले में, UART रिंग बफर से डेटा इसमें मिलता है। बाद में सीवीएवीआर विकास पर्यावरण में स्वचालित रूप से कार्यान्वित किया जाता है जो प्रोजेक्ट निर्माण के चरण में कोडवॉडरवआर उपयोगिता का उपयोग करता है।

W5500 MKI SPI इंटरफ़ेस (MOSI, MISO, SCK, SCLK) से जुड़ा है। इसके अलावा, आरएसटी पिन (हार्डवेयर रीसेट) एक विशिष्ट एमके आउटपुट से जुड़ा हुआ है, और संबंधित आईएनटी पिन बाहरी रुकावट INT0 से जुड़ा हुआ है। उत्तरार्द्ध का उपयोग अपने इच्छित उद्देश्य के लिए किया जाता है: जब W5500 मॉड्यूल में कोई घटना होती है, तो यह INT पिन पर एक पल्स उत्पन्न करता है, जो बाहरी बाधा के शरीर में नियंत्रक द्वारा संसाधित होता है। एमके को पता चलता है कि किस घटना पर सॉकेट हुआ था, फिर प्रत्येक सॉकेट के लिए एक विशिष्ट सरणी में इवेंट कोड को फिर से लिखता है। मुख्य प्रोग्राम लूप के अंदर रुकावट की आगे की प्रक्रिया होती है। कुल में, पांच घटनाओं का दस्तावेजीकरण किया गया: ग्राहक जुड़ा हुआ, ग्राहक डिस्कनेक्ट किया गया (अधिक सटीक रूप से, डिस्कनेक्ट अनुरोध दर्ज किया गया), डेटा क्लाइंट से प्राप्त किया गया था, एक टाइमआउट काम किया गया था, डेटा सफलतापूर्वक भेजा गया था। मुख्य लूप में, अंतिम को छोड़कर सभी घटनाओं को संसाधित किया जाता है। स्विच-केस स्टेटमेंट को इस प्रोसेसिंग में रखा गया है। सी कोड का सबसे बड़ा हिस्सा तीसरी घटना (डेटा रिसेप्शन) के प्रसंस्करण अनुभाग में पाया जाता है। इसमें, प्राप्त जानकारी को संसाधित करने के कार्य के बाद, स्विच-केस ऑपरेटर भी रखा जाता है, लेकिन इस मामले में यह "स्विच" ऊपर वर्णित सॉकेट की स्थिति के लिए जिम्मेदार एक चर के साथ जुड़ा हुआ है (मान 0, 1, 2)। पहला भाग पासवर्ड मान्यता प्रक्रिया के लिए जिम्मेदार है। प्राप्त वर्ण एक अलग पासवर्ड बफर में ओवरराइट किए गए हैं। कुछ शर्तों के तहत, पासवर्ड को काम करने वाले निरंतर तारों के साथ प्राप्त स्ट्रिंग की तुलना करने के कार्य।संयोग की स्थिति में, संबंधित राज्य को सौंपा गया है। दूसरा खंड सबसे सरल है - प्राप्त जानकारी के अपने स्वयं के बफर की सामग्री को माइक्रोकंट्रोलर के यूएआरटी पर पुनर्निर्देशित किया गया है। यह एक सामान्य उपयोग मोड है। तीसरा खंड (सबसे बड़ा) प्रोसेसिंग कमांड - डिवाइस कंट्रोल मोड के लिए जिम्मेदार है।

इंटरप्ट हैंडलर की निरंतरता के अलावा, प्रोग्राम के मुख्य लूप में वर्चुअल टाइमर हैंडलर होते हैं - जब पासवर्ड असफल होने का समय समाप्त हो जाता है, तो समय-समय पर "कीप-लाइव" भेजें और ग्राहक को टीसीपी टाइमर द्वारा गठित एक पैकेट भेजें। UART से पढ़ने का कार्य भी मुख्य लूप के शरीर में रखा गया है, जिसके अंदर नियंत्रक द्वारा प्राप्त वर्णों को अपने स्वयं के (मध्यवर्ती) ट्रांसमिशन बफर में स्थानांतरित किया जाता है और टाइमर रीसेट किया जाता है, जो टीसीपी पैकेट के गठन के लिए जिम्मेदार है।

सभी सॉकेट प्रक्रियाओं को 0 से 7 तक एक चक्र में रखा जाता है, जिसमें से इटरेटर सॉकेट नंबर से जुड़ा होता है। इस प्रकार, सभी सॉकेट्स की अनुक्रमिक प्रसंस्करण होती है। प्रारंभ में, मेरा मतलब था कि यदि आप प्रत्येक आठ सॉकेट में एक ही पोर्ट नंबर असाइन करते हैं, तो आप एक ही पोर्ट पर आठ उपयोगकर्ताओं को कनेक्ट कर सकते हैं। हालाँकि, यह कॉन्फ़िगरेशन काम नहीं करता है, और यह समस्या भविष्य के लिए स्थगित कर दी गई है।

सर्किट बोर्ड का डिज़ाइन तैयार करते समय, मैंने DS1307 चिप पर एक वास्तविक समय की घड़ी (RTC) प्रदान की। Atmega8 MK, आवृत्ति के लिए क्वार्ट्ज 11.0592 मेगाहर्ट्ज (UART सटीकता के लिए चयनित आवृत्ति), W5500 मॉड्यूल के लिए एक कनेक्टर, MKV पोर्ट कनेक्टर (फर्मवेयर, UART के लिए SPI सहित), अपने स्वयं के क्वार्ट्ज और CR2032 बैटरी डिब्बे के साथ RTC एक डबल-साइड मुद्रित सर्किट बोर्ड पर स्थित हैं। , 5 वी रैखिक नियामक (7805), पावर कनेक्टर और बहुत कुछ। स्प्रिंट लेआउट कार्यक्रम में मुद्रित सर्किट बोर्ड का स्केच चित्र 11 में दिखाया गया है। लाल रंग में दिखाया गया एकमात्र तत्व पीछे की तरफ मिला हुआ है, लेकिन मैंने इसे आगे की तरफ मिला दिया।

अंजीर। 11. सर्किट बोर्ड का स्केच।

तैयार निर्माण की तस्वीरें चित्र 12 में प्रस्तुत की गई हैं। इस निर्माण में एक घड़ी का उपयोग W5500 सॉकेट्स की विभिन्न घटनाओं के दौरान समय को चिह्नित करने के लिए किया जाएगा, और यह समय उपयोगकर्ता को टर्मिनल में संदेश को सौंपा जाएगा यदि उपयोगकर्ता नियंत्रण मोड में जुड़ा हुआ है। और यह भी, एनटीपी समय प्रोटोकॉल के साथ प्रयोगों के लिए या किसी अन्य उद्देश्य के लिए भविष्य के लिए घड़ी काम में आएगी।

अंजीर। 12. तैयार संरचना की तस्वीरें।

अंत में, यह ध्यान देने योग्य है कि अधिकांश भाग के लिए इन-हाउस डिज़ाइन समान औद्योगिक-स्तरीय उपकरणों को सही ठहराता है। मुख्य लाभ कीमत है। यह एक समान समान डिवाइस की कीमत की तुलना में निर्माण के लिए बहुत सस्ता निकला। और सीमित कार्यक्षमता के रूप में ऐसा नुकसान अपरिहार्य है। इस मामले में, एक सरलीकृत Atmega8 नियंत्रक का उपयोग किया गया था, क्योंकि इसी सरलीकृत लक्ष्य को निर्धारित किया गया था।

अंजीर। 13. औद्योगिक कनवर्टर टीसीपी / आईपी - RS-232।

चित्र 13 W5500 के समान W5100 चिप पर आधारित औद्योगिक TCP / IP से RS-232 कनवर्टर का एक उदाहरण दिखाता है। इसके लचीले प्रबंधन इंटरफेस के अलावा, इसका एक और फायदा है। टीसीपी / आईपी टर्मिनल के साथ काम करने के अलावा, एक विशेष ड्राइवर का उपयोग करना संभव है जो क्लाइंट साइड पर वर्चुअल COM पोर्ट स्थापित करने के लिए डिवाइस के साथ आता है। इसके माध्यम से, आप एक नियमित टर्मिनल का उपयोग करके कनेक्ट कर सकते हैं जिसमें टीसीपी / आईपी कनेक्शन मोड नहीं है। इसके अलावा, यदि कोई प्रोग्राम वर्चुअल COM पोर्ट के माध्यम से टर्मिनल के बजाय जुड़ा हुआ है, तो डिवाइस फुल-आरएस -232 डेटा एक्सचेंज का समर्थन कर सकता है। यही है, चित्र 13 में दर्शाया गया उपकरण नेटवर्क के बुनियादी ढांचे के माध्यम से एक पूर्ण-आरएस -232 पुल है।