以太网转rs232 转换器的设计

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1、以太网转RS232转换器的设计刘艺沈阳理工大学信息科学与工程学院110159【文章】为了实现现有以RS232为通讯方式的设备的X络化监控和管理，提出了以太X转RS232的转换器设计。利用STM32F103实现了对转换器的硬件设计，对软件模块进行了功能划分，利用主程序和中断服务程序对转换器功能进行软件实现。设计的以太X转RS232转换器具有较强的通用性，在不改变硬件平台的情况下，仅对软件的处理模块进行少量修改便能适应各种RS232协议。【关键词】以太X；RS232；协议转换；STM32【Abstract】Inordertomonitorandman

2、agetheexisteddeviceunicationprotocol,EthertoRS232converterdesignisnecessary.Theconverterhardl:namespaceprefix=st1ns="urn:schemas-microsoft-:office:smarttags"/>32F103asthemainMCU.Convertersoftodulesandinterruptserviceprogramsoftallmodificationinthedatahandlemoduletosatisfythev

3、arietyofRS232protocol,.【Key8pt0pt"class=Pa2>ether;RS232;protocolconvert;STM320引言RS232是工业中应用非常广泛的接口之一，它实现着主设备与从设备之间的数据交互，该技术已经应用于较多的设备现场中。随着科技的发展和互联X技术的飞速发展，人们对设备的监控和传感器信息的X络化管理和显示提出了更高的要求，为了使现有的设备具备X络监控和管理的能力，以太X转RS232的转换器是一个必不可少的X络转换模块之一。1转换器的硬件设计1.1转换器的总体框架设计转换器具有以太X与RS232之

4、间协议转换功能，所以在系统硬件设计时选取具有以太X和RS232模块的芯片，用户不必为实现以太X和RS232而增加外围电路，不仅可以节约开发费用和时间，而且可以极大地提高系统的可靠性和稳定性。为了实现项目的开发，选用目前工业上应用比较广泛的控制系统开发芯片STM32F103作为系统控制主芯片。STM32是一种基于Cotex-M3内核的新型的32位闪存微控制器，采用了高性能、高代码密度的Thumb-2指令集和紧耦合嵌套向量中断控制器，拥有多个RS232接口和一个RMII接口的以太X，具有高性能、低成本和低功耗等优点。转换器硬件总体结构图如图1所示。监

5、控系统可以通过双绞线或ARGIN:0cm0cm0pt"class=Pa4>1.2以太X模块电路设计为了实现STM32F103芯片与以太X的连接，必须要在芯片和以太X之间加上一个物理层的接口芯片，本文选用了ENC28J60以太X控制器来实现连接，STM32F103与ENC28J60的电路图如图2所示。ENC28J60是目前常用的一款独立以太X控制器，符合IEEE802.3协议规范。ENC28J60带有行业标准串行外设接口(SPI)，通过SPI接口与主控制器的通信，嵌入式应用系统的以太X接口由此变得简单，数据传输速率高达10Mbit/s。ENC28J

6、60由七个主要功能模块组成：SPI图1以太X转RS232模块结构框图图2转换器以太X接口电路图电子科技ElectronicsTechnology电子制作接口、控制寄存器、双端口RAM缓冲器、判优器、总线接口、MAC模块、PHY模块。1.3RS232串行接口电路设计RS232串行通讯接口用正负电压来表示逻辑状态，+3~+15V表示逻辑电平“0”，-3~-15V表示逻辑电平“1”，这与TTL以高低电平表示逻辑状态的规定不同。STM32F103的接口电路都是TTL电平，必须经过电平转换，才能以RS232标准的电平输出。本文选用MAX232芯片来实现电平

7、的转换工作，STM32F103与串行接口通信的电路如图3所示。2转换器软件设计由于STM32内部没有TCP/IP协议，所以需要通过移植L，这对于RAM资源不足的低端嵌入式设备是非常合适的。LARGIN:0cm0cm0pt"class=Pa4>为了实现以太X模块和RS232模块之间的数据通讯，转换器需要具有接收以太X数据、发送以太X数据、发送RS232数据、接收RS232数据和数据处理5个部分。5个部分之间的关系如图4所示。转换器将来自以太X的数据包进行解包并生成RS232数据，然后通过RS232串口将数据发送到设备端；转换器将来自设备的监测数据封

8、装成1帧1帧的以太X数据包通过以太X送到监控系统，监控系统可根据收到的数据判断各个监控模块的运行状态。数据处理模块是汇聚节点中完成TCP