RS232串行數(shù)據(jù)截取器的設(shè)計方案

很多設(shè)備和其控制計算機(jī)之間采用的是RS 232標(biāo)準(zhǔn)串行接口進(jìn)行通信，本文設(shè)計和實現(xiàn)了RS 232串行通信數(shù)據(jù)截取器，能有效地截取設(shè)備與其控制計算機(jī)之間的通信數(shù)據(jù)。

　　1 截取器硬件部分設(shè)計

　　1.1 總體框圖及原理

　　系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。

　　原理分析：具體設(shè)備與其控制計算機(jī)之間的通信線路通過電平轉(zhuǎn)換分兩路。一路是直接相連，保證截取器加入后不會影響它們之間的正常通信。另一路經(jīng)過擴(kuò)展的串口1和2，同單片機(jī)相連，保證了它們之間的通信數(shù)據(jù)能夠被單片機(jī)捕獲，這些數(shù)據(jù)經(jīng)過單片機(jī)處理以后通過另一個擴(kuò)展串口傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，實現(xiàn)對通信數(shù)據(jù)的截取。

　　1.2 器件選擇

　　系統(tǒng)以常用的AT89C51單片機(jī)為處理核心，選取成都國騰公司生產(chǎn)的GM8123芯片將AT89C51單片機(jī)的1個全雙工異步串行通信接口擴(kuò)展成為3個全雙工異步串行通信接口，采用MAX232芯片實現(xiàn)RS 232電平與TTL電平之間的相互轉(zhuǎn)換。

　　1.3 硬件電路

　　系統(tǒng)完整的電路原理圖如圖2所示。系統(tǒng)電路包括三個部分：單片機(jī)最小系統(tǒng)、串口擴(kuò)展電路和電平轉(zhuǎn)換電路。

　　單片機(jī)最小系統(tǒng)，包括電源電路、時鐘電路和復(fù)位電路，S1，S2做波特率控制開關(guān)，分別控制P0.0，P0.1的值從00～11，對應(yīng)波特率為1 200～9 600 b/s。

　　串口擴(kuò)展電路由GM8123構(gòu)成，其時鐘電路采用12 MHz的石英晶體振蕩器構(gòu)成內(nèi)部時鐘方式。GM8123的母串口接收引腳RXD0和發(fā)送引腳TXD0分別同單片機(jī)串口的發(fā)送引腳TXD和接收引腳RXD相連接。GM8123的復(fù)位引腳同單片機(jī)P3.6腳相連接，由P3.6控制GM8123系統(tǒng)復(fù)位，它的模式控制引腳MS同P3.7相連接，由P3.7進(jìn)行模式選擇。GM8123的發(fā)送地址線引腳STADD0，STADD1，接收地址引腳SRADD0，SRADD1依次同單片機(jī)P1口的P1.0～P1.3相連接，由單片機(jī)P1口判斷是哪個子串口接收數(shù)據(jù)和選取某個子串口發(fā)送數(shù)據(jù)。

　　電平轉(zhuǎn)換電路由兩片MAX232芯片完成，實現(xiàn)J1，J2，J3的RS 232電平與TTL電平之間的相互轉(zhuǎn)換。

　　2 軟件設(shè)計

　　系統(tǒng)軟件有兩種工作模式，模式1的軟件設(shè)計是實現(xiàn)截取數(shù)據(jù)的實時發(fā)送，截取器工作時不能脫離上位機(jī)。模式2的軟件設(shè)計是實現(xiàn)截取數(shù)據(jù)的存儲轉(zhuǎn)發(fā)，截取器可以脫離上位機(jī)工作。

　　2.1 主程序流程設(shè)計