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目前，在工業控制等多數領域中，大多數的設備的通信接口符合RS-232通信標準。這種通信方式的數據傳輸半徑十分有限，并不能滿足遠程傳輸的需求，而且不能接入Internet。有兩種方法可以將這些串口設備進行有效的改進，使其接入到Internet。一種方法更新原有的系統，采用能夠接入Internet的新產品，或者對原有系統的全部或局部進行重新設計。這種方式可能從根本上解決系統接入到Internet問題，但是其成本較高、周期較長。另外一種方法是在原來的設備上面使用RS-232-Internet的協議轉換器，實現Internet的接入。不論從復雜程度還是成本上面，這種方法明顯優于第一種。 協議轉換器的主要功能在于橋接，用戶設備可以通過協議轉換器的以太網接口連接到網絡上，協議轉換器的串口與用戶設備相連，使遠程PC機可以通過網絡來控制用戶的設備。下面給大家介紹一款基于PIC18F66J60的單芯片協議轉換器ETORS232。 產品特點 ETORS232基于一種單芯片的Ethernet 與RS-232 協議轉換器的設計。該方案采用Microchip針對嵌入式系統的Internet接入應用 開發出的8位集成以太網控制芯片PIC18F66J60，并且系統內嵌了Microchip發布的基于此芯片的TCP/IP協議棧，能夠使設備以UDP、TCP Server、TCP Client模式接入到網絡。 ETORS232的性能特點如下： * 單芯片完成協議轉換功能，大大降低了系統成本和復雜程度。 * 整機尺寸只有一張信用卡的一半大小，功耗不到1 瓦，方便將其集成到自己的設備中。 * ETORS232 內部集成TCP/IP 協議棧，用戶不再花費很多的精力放在TCP/IP 協議編程上面，可以輕易的將用戶的產品接入到以太網。 * 10M Ethernet接口，最大波特率為115200 bps。 * 支持動態(DHCP) 或靜態獲取IP地址。 * 支持三種不同的網絡連接模式：TCP SERVER模式、TCP CLIENT模式和UDP模式。 * 可以方便的使用Windows 應用程序NetConfig，進行網絡參數的查看和配置。 PIC18F66J60特性介紹 PIC18F66J60是microchip公司新推出的一款以太網微控制器，具有出色的計算性能、豐富的功能集以及極具競爭力的價格。 PIC18F66J60包括一系列串行通信外設，包括多至2個的獨立增強型USART 和多至2個的主控SSP 模塊，能夠進行SPI 和I2C? （主控和從動）模式操作。此外，通用I/O 端口中有一個可重新配置為8 位并行從動端口，用于進行直接的處理器間通信。該系列的所有器件都包括2個捕捉/ 比較/PWM (CCP) 模塊和3個增強型CCP （ECCP）模塊，可方便靈活地實現控制應用；在同一時間，最多可以使用4 種不同時基來執行幾項不同的操作；3個ECCP 模塊中的每一個最多都可提供4路PWM 輸出，從而總共可有12 路PWM；ECCP 模塊還提供許多有用功能，包括極性選擇、可編程死區延時、自動關閉與重啟，以及半橋與全橋輸出模式。 PIC18F66J60 系列器件都具有嵌入式以太網控制器模塊。這是一個完整的連接解決方案，完全實現介質訪問控制和物理層收發器模塊。只需使用兩個脈沖變壓器和一些無源元件就可以將單片機直接與以太網相連。 它的以太網模塊符合IEEE 802.3 中所有關于雙絞線網絡10-BaseT 連接的規定。它在內部實現了一些數據包過濾機制，用以限制傳入的數據包。它還提供了一個用于實現快速數據吞吐的內置DMA 模塊，以及硬件IP 校驗和計算。另外還提供了兩個用于指示鏈路和網絡活動的LED 輸出。 以太網模塊包含以下五個主要功能模塊： 1. PHY收發器模塊——對傳輸雙絞線接口上的模擬數據進行編碼和解碼，并通過網絡發送和接收它。 2. MAC 模塊——實現了符合IEEE 802.3 規范的MAC 邏輯，并提供了用以控制PHY 的MIIM（Media Independent Interface Management）。 3. 獨立的8 KB RAM 緩沖區——用于存儲已經接收和將要發送的數據包。 4. 判優器——在單片機內核、DMA、發送和接收模塊發出請求時，控制對RAM 緩沖區的訪問。 5. 寄存器接口——用作以太網模塊和單片機特殊功能寄存器（SFR）之間命令和內部狀態信號的譯碼器。 以太網模塊框圖 主要參數： 網絡類型 10M 以太網；隔離保護 1.5KV 隔離；接口類型 RJ45 * 串行通信口參數： 信號連接線 RxD，TxD，GND；數據位 8 位，無校驗、停止位 1 位；速率 1200bps " 115.2Kbps * 網絡特性： 支持協議 ICMP, ARP, IP, TCP, UDP, DHCP；運行方式 UDP, TCP Server, TCP Client * 電源參數： 輸入電壓 5V DC +/- 5%；最大輸入電流 200mA * 機械特性： 尺寸（長x 寬x 高） 80 x 36 x 15 mm 應用范圍 * 工業自動化（測量、傳輸設備） * 醫療保健設備（生命指標監控儀 ） * 樓宇自動化/樓宇安全系統（讀卡系統、防火安全） * 信息家電系統（網絡熱水器，網絡冰箱） * 銷售網絡終端系統（POS 機） 系統原理框圖 系統內嵌TCP/IP協議棧，使用單芯片完成協議轉換功能，這大大降低了系統成本和復雜程度。系統運行后，單片機運行Microchip的TCP/IP協議棧，當通信串行口有數據接收時，單片機接收數據并將其轉換為以太網的數據格式并從以太網送出；當以太網有數據接收時，單片機接受數據并將其數據包中的有效數據提取出并從串口送出。 系統工作模式 通信軟件流程框圖 各狀態說明： SM_APP_INIT： 起始狀態，進行 SM_APP_ARP_ASK: 向遠端主機發出地址解析包，根據IP 地址請求對應的的網絡地址。 SM_APP_ARP_RESOLVE: 接受遠端主機發出地址解析包，設置遠端主機的網絡地址。 SM_APP_UDP_SOCKET: 建立UPD 連接。 SM_APP_UDP: 進行UPD連接模式下的數據接收和發送。 SM_APP_TCP_SERVER_SOCKET: 建立TCP SERVER 模式下的TCP 連接，并處于監聽狀態。 SM_APP_TCP_SERVER: 進行TCP SERVER 連接模式下的數據接收和發送。 SM_APP_TCP_CLIENT_SOCKET: 建立TCP CLIENT 模式下的TCP 連接，并向主機發送連接請求。 SM_APP_TCP_CLIENT: 進行TCP CLIENT 連接模式下的數據接收和發送。 SM_APP_ERROR: 空狀態，用于程序的調試。 參數配置方法 該系統使用NetConfig 應用軟件進行模塊的參數配置。NetConfig運行后，首先會以廣播的方式查找網絡上的模塊，當模塊被查找到之后，用戶可對其連接模式、MAC地址、IP地址、端口地址、遠端主機IP 地址、遠端主機端口地址、串口速率、DHCP是否有效等進行配置。 結語 基于PIC18F66J60的Ethernet 至 RS-232 的協議轉換器，以八位機實現了協議轉換功能，與市場同類產品相比較，具有更低成本、更低功耗、性能優越的特點。用戶利用它可以輕松實現嵌入式設備的網絡功能，不需要了解復雜的網絡知識以及TCP/IP 協議，節省人力物力和開發時間，使產品更快的投入市場，增強競爭力。此外，高集成度使芯片以外的收發部件極少，節約了相當大的印制板空間，降低了組件成本。在實際運用中，只需將此模塊安裝于被控設備，即可將原有設備無縫的接入Ethernet，構成新的網絡控制系統，實現網絡自動化程度的大幅提升。 |
