基于tcpip協(xié)議串口通信服務(wù)器設(shè)計(參考版)
2025-05-17 13:29本頁面
【正文】 特別要感謝我的家人，不管我做什么事，你們都鼓勵我，這么多年來，在你們的呵護下我才能走到今天這個階段，謝謝你們一路陪伴我走過這么多精彩的瞬間，希望明天我能牽著你們迎接更美好的生活。在論文寫作方面，XXX老師還有許多東西值得我去學(xué)習(xí)。我很慶幸在我大學(xué)階段能遇到這樣一位優(yōu)秀的導(dǎo)師，在這里我只想說，XX老師，您辛苦了，學(xué)生讓您費心了。他總是告訴我，作為一名優(yōu)秀的人才，不僅要在工作上擁有杰出的能力，更要在生活中保持積極向上的心態(tài)，敢于迎接各種挑戰(zhàn)。每當(dāng)我取得成績時，XX老師在為我高興的時候也不忘告誡我要戒驕戒躁，保持謙遜的態(tài)度。XX老師很早開始了對我的培養(yǎng)，完善的學(xué)習(xí)計劃讓我能更快更好地融入課題研究。我在學(xué)習(xí)上的每一個突破都離不開XX老師的悉心指導(dǎo)。在此謹向所有在學(xué)習(xí)生活工作上給予我?guī)椭娜吮硎咀钫\摯的感謝。致謝歲月如歌，光陰似箭，一轉(zhuǎn)眼，我的本科生涯即將結(jié)束，在這百感交集的時刻，我的腦海里閃現(xiàn)了這兩年多時間里美好的一幕幕。由于時間有限，本文還有還有以下幾點不足，需要進行深入研究：（1） 在錯誤處理方面，雖然經(jīng)過長時間的測試與修復(fù)，通信服務(wù)器已能正常運行，但是隱患的故障仍然不可知。最后通過軟件的編寫完成了串口通信服務(wù)器的設(shè)計，該服務(wù)器以通過RS232與TCP/IP協(xié)議的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)串口與以太網(wǎng)口之間的轉(zhuǎn)換功能，并且能提供RS232終端串口與TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)雙向透明傳輸。首先詳細深入地介紹了開發(fā)通信服務(wù)器所設(shè)計的相關(guān)技術(shù)，并結(jié)合本文內(nèi)容，完成了理論與實際的結(jié)合。同時利用Windows下串口API函數(shù)編寫串行通信。所以在程序上分層實現(xiàn)這個協(xié)議。圖45 系統(tǒng)控制電路 軟件設(shè)計由于TCP/IP源代碼是基于操作系統(tǒng)下編寫的,而且最小版本的TCP/IP源代碼也有100多K的代碼,而51單片機沒有操作系統(tǒng)支持,它的資源也有限,所以不能直接移植代碼,因此必須從新編寫TCP/IP的內(nèi)核,從而在51單片機上實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸。圖44 STC89C51框圖STC89C51運行速度快，可以很好地支持串口網(wǎng)口數(shù)據(jù)的高速穩(wěn)定的傳輸。圖41是ENC28J60的簡化結(jié)構(gòu)框圖，圖42是使用該器件的典型應(yīng)用電路，要將單片機連接到以太網(wǎng)中只需要ENC28J60、2個脈沖變壓器和一些無緣原件即可，在本文的以太網(wǎng)接口的連接方式如圖43所示。簡言之就是ENC28J60完成數(shù)據(jù)包和電信號之間的相互轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)包?電信號以太網(wǎng)協(xié)議由芯片硬件自動完成,對程序員是透明的。 以太網(wǎng)接口驅(qū)動程序?qū)⒁l(fā)送的數(shù)據(jù)包按指定格式寫入芯片并啟動發(fā)送命令，ENC28J60會自動把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換成物理幀格式在物理信道上傳輸。整個系統(tǒng)提供RJ45接口連接到tEhemet網(wǎng)絡(luò)，并且提供一個串口給用戶使用。第四章 系統(tǒng)設(shè)計 硬件設(shè)計在硬件設(shè)計上，MCU采用的是STC89C51，EEPROM存儲器,可以存儲一些配置信息，這樣系統(tǒng)板掉電后,其基本的配置信息不會丟失，采用MAX3232CSE芯片作為TTL到232電平轉(zhuǎn)換的芯片。微控制器與串口擴展芯片共同完成對多串口數(shù)據(jù)收發(fā)的控制：一方面接收多個串口源數(shù)據(jù)，封裝后寫入以太網(wǎng)發(fā)送緩沖區(qū)打包傳輸；同時，接收以太網(wǎng)應(yīng)用層的數(shù)據(jù)，解析并從串口發(fā)出。在正常運行時，TCP/IP 協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊的任務(wù)主要是將以太網(wǎng)發(fā)送緩沖區(qū)的串口幀封裝在 UDP 包中，并傳給IP層；同時，接收以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀并向上層層解包，分離應(yīng)用層數(shù)據(jù)，然后數(shù)據(jù)的解析處理交由多串口發(fā)送模塊完成，實現(xiàn) RS232 串口流與以太網(wǎng)端口流的透明轉(zhuǎn)換。根據(jù)實現(xiàn)的功能，系統(tǒng)主要由以下兩部分組成：(1) TCP/IP 協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊：它是一個微型的以太網(wǎng)接入模塊，由微控制器 STC89C5以太網(wǎng)控制器芯片ENC28J60、網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器HR911105A等組成。網(wǎng)關(guān)在串口層構(gòu)建，同時解析 RS232 數(shù)據(jù)包，并作為TCP/IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層的數(shù)據(jù)傳輸。為了實現(xiàn)透明傳輸，增加應(yīng)用進程協(xié)議層——串口層。本文通信為目的，旨在構(gòu)建一個完整的服務(wù)器程序，可以通過RS232與TCP/IP協(xié)議的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)串口與以太網(wǎng)口之間的轉(zhuǎn)換功能，并且能提供RS232終端串口與TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)雙向透明傳輸。由于 OSI 網(wǎng)絡(luò)參考模型實際使用較為復(fù)雜，開發(fā) Socket 的目的就是將這些復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)底層結(jié)構(gòu)隱藏起來，使開發(fā)程序員可以關(guān)注于網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用部分的內(nèi)容，特別是在多操作系統(tǒng)、多通信協(xié)議方式的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)中優(yōu)點更為凸顯。因此當(dāng)傳輸層的模塊程序要進行數(shù)據(jù)傳輸時，需要為其指定一個端口來提供收發(fā)。圖22 Socket 通信機制Sokcet 接口實際是一個 API 接口。而在網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計中，端口的定義并非上述的物理存在，而是一個虛擬的配置，它將0~65535之間的整數(shù)進行分配，不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序有不同的端口號。由于本文的設(shè)計背景，TCP 協(xié)議的可靠性更能滿足通信服務(wù)器的應(yīng)用要求。此時主機A再發(fā)送ack number=（接收方B的 seq+1)，ack=1給接收方B，B收到后并確認ack number與ack，如正確則表示握手機制完成，雙方開始正常通信。就如同我們撥打電話一樣，必須先撥號給對方，當(dāng)對方接起電話時，雙方進行了首次通話，這時此次通話連接就被建立起來了。TCP會在網(wǎng)絡(luò)通信雙方之間建立一個虛擬通道，通過連接通道這條途徑，構(gòu)建出一種雙向字節(jié)流的信息處理方式。TCP可以確保數(shù)據(jù)從一個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到另一個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)時，數(shù)據(jù)可以準(zhǔn)確、安全的送達，因而適用于可靠性要求較高的場合。
規(guī)章制度相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1