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
方法.
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关键词:网络串口;单片机;实验系统;透明传送

单片机实验系统中的设备接口一般采用传统的
. l8 K7 }$ S+ d9 D6 E, P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
小的范围内.如果把系统内外的设备连成一个网络
4 D$ i& z6 B7 v或更大的系统,从事更复杂的实验工作,需要重新开
' j( O3 i" L5 h8 ~! N发一整套的软、硬件支撑环境，而新的支撑环境对于
: m! g1 w2 V' I9 Y) [异构网络的支持将会更加困难.
目前,Internet已经广泛普及.如果要将单片机
实验系统与现有的Intermet/Intranet较好地整合,不.
- [/ W% [' Y, X& P1 P& G改变设备的对外接口就很难实现.解决的方法是:让
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.
1网络串口的工作原理
# m2 `* Y1 q5 u- D5 a网络串口实现基于TCP/IP的串口数据流传
, p% f0 @+ K, E( d* b# X2 }& Q输,可以将-个或多个串口设备连接并将串口数据
( I7 }" b7 g8 z: [& N) Y流进行选择和处理,把现有串行接口的数据转化为
IP端口的数据,然后进行IP化的管理与数据存取，
: I- S. V- C+ G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
简化布线复杂度.
; O1 v5 L1 S9 e  N, N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
( Z( ~7 Q* {, D6 c太网中传播的数据帧;对来自以太网的数据帧进行
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! X& E. Z# B0 l; G判断,并转换为串行数据送达目标IP地址的串口
, p9 @- q5 C. p- R6 t! p4 V& _设备.
2 y+ e; M5 k; \/ o为了将TCP/IP网络中的数据流与串行接口中
的数据进行转换,要求有相应的硬件和软件模块.其
中，与TCP/IP网络的四个层次结构模型对应,系统
设计时也要根据需求和相应的协议实现模型中的全
. r; O7 Y% ^* w# ^部或部分相关协议.例如ARP、RARP、ICMP、TCP、
DHCP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
数据包与TCP/IP数据报之间的转换以及双方数据
+ {, G& i. h/ u  z: u& B* ~& \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
, H; m  i/ z# x1 O; q, n+ ~- Q$ ~' g件能否完成这些功能.制定设计方案和选定器件时
/ Q) q/ d9 U& L7 L3 ~5 h( S遇到的技术难点是:如何利用处理器对串口数据信
- y7 d/ a$ b  X# c" Y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.
1 ?$ F9 L9 z' U+ Z  J% l! Y为了实现上述功能,网络串口通常采用的硬件
3 E* A6 l# m# \系统组成如图1所示，由主处理模块、串口数据处理
0 m0 u4 m/ v- N5 m, V模块、以太网接口及控制模块等部分共同完成串口
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.