基于DS80C410串口至以太網接口轉換器的實現

摘要：介紹了一種基于高性能51內核網絡微控制器的串口至以太網接口轉換器的設計方案，采用網絡單片機DS80C410，利用集成的MAC通過以太網收發器與以太網相連，借助TINI SDK軟件開發包通過Java編程實現串口和以太網之間的數據通訊。串口至以太網接口轉換器使得帶有RS232/422/485通訊接口的設備和以太網服務器進行數據流傳輸，通過以太網服務器對串口設備進行實時監控。
關鍵詞：串口；以太網；DS80C410；LXT972ALC；Java

1 引言

互聯網硬件和軟件的迅猛發展，使得各種電氣設備、儀器儀表以及生產過程中的數據采集與控制設備逐漸走向網絡化。計算機技術、測控技術、網絡與通訊技術不斷發展與融合是一個必然的趨勢。目前以太網已經廣泛應用于計算機網絡，成為互聯網鏈接不可缺少的部分，另外以太網一般都基于TCP/IP協議，使得整個網絡只有一種互聯通訊協議，滿足控制系統各個層次的要求，而且易于和Internet實現無縫連接。現今大多數現場設備通過串口與外界通訊，甚至串口是它們與外界通訊的唯一通道，串口設備的廣泛使用以及對設備上網能力的不斷需求，使得如何實現串口到以太網的轉換顯得尤為重要。DS80C410利用集成的MAC通過物理層器件與以太網相連，借助TINI SDK軟件開發包可以輕松實現串口至以太網的接口轉換。

2 系統硬件

2.1 DS80C410簡介

DS80C410是與8051兼容的高度集成的網絡微控制器。它內置一個10/100bps的以太網MAC，3個串行端口，1個CAN2.0B控制器，一個1-Wire控制器和64個I/O口，具有64K字節內部SRAM，用于存儲用戶應用和網絡堆棧。為了便于訪問網絡，在ROM中提供了一個完整的、可被應用訪問的TCP / IP 協議棧, 支持IPv4 和IPv6, 可執行UDP, TCP, DHCP, ICMP和IGMP,協議棧支持32個TCP連接而且可以通過以太網MAC以5Mbps的速度發送數據。最高達75MHz的系統時鐘頻率使最短指令周期僅有54ns。為了加快微控制器和內存之間的數據傳輸, ROM包含固件用DHCP連接TFTP來實現以太網的網絡啟動。

DS80C410內部集成了10/1000Mbps的以太網控制器（MAC），它支持使用以太網/IEEE802.3協議的物理設備。它通過一個介質無關接口(MII)提供了接收、發送和流控制機制。MII包含了一個串行管理總線，它可以用來設置外部物理設備。MII可以設置為半雙工和全雙工模式，速率可以是10Mbps和100Mbps，也可以設置成支持1OMbps的ENDEC操作模式。以太網控制模塊如圖1所示：

緩沖控制單元（BCU）:是所有DS80C410以太網操作的中央控制器，通過一系列特殊功能寄存器控制CPU與以太網控制模塊的讀/寫操作。

命令/狀態寄存器（CSR）：旨在控制與檢測以太網操作過程。