单片机实验系统中网络串口的使用

金色传说

摘要: 以单片机实验系统中网络串口的使用为例,介绍了单片机网络串口实现网络数据传输的
( d3 {, P8 ?* K2 u0 [* u/ g0 z方法.

. h1 Z& d" |; J4 _* G" w关键词:网络串口;单片机;实验系统;透明传送

4 x7 r- a. Z- A: T3 ^单片机实验系统中的设备接口一般采用传统的
$ A$ K$ K4 w" J! X  r" q! B8 L串口进行通信.串口通信具有性能稳定、使用简单的
特点.但是,这种接口的通信距离通常只能在一个较
% O. d; j: h: X5 O! R* F小的范围内.如果把系统内外的设备连成一个网络
或更大的系统,从事更复杂的实验工作,需要重新开
发一整套的软、硬件支撑环境，而新的支撑环境对于
异构网络的支持将会更加困难.
2 u' B# |* {; G4 r目前,Internet已经广泛普及.如果要将单片机
% _$ C2 a) p2 i& B: V实验系统与现有的Intermet/Intranet较好地整合,不.
改变设备的对外接口就很难实现.解决的方法是:让
2 E9 C& r+ O) K# `0 z! n* p4 y系统内每一个需要上网的设备拥有一个网络串口，
通过网络串口把主要设备接人TCP/IP网络.
' h3 i; `2 z2 Z- J5 J8 C  S* A1网络串口的工作原理
网络串口实现基于TCP/IP的串口数据流传
( ], G1 z' e6 G% J; t输,可以将-个或多个串口设备连接并将串口数据
流进行选择和处理,把现有串行接口的数据转化为
; Y* B# b; `3 n; i1 R. pIP端口的数据,然后进行IP化的管理与数据存取，
从而将传统的串行数据传送到IP通道,提高现有设.
备的利用率,既节约投资,又可在原有的网络基础上
8 }/ V$ {8 w, J5 D简化布线复杂度.
网络串口完成的是一个面向连接的串行数据传
输链路和面向无连接的以太网之间的通信数据的透
明转换.它对各种数据进行处理,处理来自串口设备
的串口数据流,并进行格式转换,使之成为可以在以
太网中传播的数据帧;对来自以太网的数据帧进行
  \+ C5 t# ]) ^; f7 Z0 g* B: H
0 B. F2 T! S2 ~$ i$ A判断,并转换为串行数据送达目标IP地址的串口
- k% A0 U# `' m% U8 t9 D. P) G设备.
为了将TCP/IP网络中的数据流与串行接口中
, C/ l0 s2 C4 O6 E" E% }- y的数据进行转换,要求有相应的硬件和软件模块.其
0 B! m; [' S3 a+ d! B* L3 S中，与TCP/IP网络的四个层次结构模型对应,系统
+ O$ D$ Y; K  m( ^7 R) ~$ Z设计时也要根据需求和相应的协议实现模型中的全
2 F4 [9 s' t  q部或部分相关协议.例如ARP、RARP、ICMP、TCP、
  g+ }" y# v- j& x, e  u* sDHCP等等[.
硬件系统是实现整个系统功能的基础，也是整
个设计实现的关键.整个网络串口的关键,在于串口
4 Y: _3 W: C" `- l- R+ c) D, [- A5 O数据包与TCP/IP数据报之间的转换以及双方数据
由于速率不同而存在的速率匹配问题.在网络串口
的实现过程中,也必须考虑所做的设计和选择的器
6 E1 G' a0 g; `+ E; v, x  p7 q/ V* w4 {件能否完成这些功能.制定设计方案和选定器件时
3 Q, m% d0 h; Q: h' k) k" @; ?% l5 t遇到的技术难点是:如何利用处理器对串口数据信
息进行TCP/IP协议处理，使其变成可以在互联网
上传输的IP数据包“21.
为了实现上述功能,网络串口通常采用的硬件
系统组成如图1所示，由主处理模块、串口数据处理
模块、以太网接口及控制模块等部分共同完成串口
' V& B, C5 p! g服务器的功能.
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IC老和尚

单片机实验系统中的设备接口一般采用传统的串口进行通信.