基于PIC32的多协议转换器设计与实现

摘要

随着通信技术、计算机网络技术、控制技术的发展，在工业现场控制系统中，通常会出现多种接口、多个网络互连的情况，这种通信会为用户带来很大的不便，因此，设计一种多协议转换器，屏蔽掉不同网络和接口间的差异性成为解决这一问题的关键。
　　本文在对各类工业通信技术研究的基础上，设计实现了一种基于PIC的多协议转换器，该协议转换器能够实现以太网、USB、CAN、RS232、RS485、SimpliciTI六种通信技术的协议转换工作，实现数据的转换，解决信息交互的问题，该种协议转换器具有较高的实用性和应用前景。本文从硬件和软件两方面详细的描述了如何设计实现多协议转换器。
　　在硬件设计方面，首先考虑控制器型号的选择，详细介绍了主控制器PIC32MX795F512L单片机、射频模块控制器CC2530、以太网物理层收发器DP83848I和CAN总线收发器MCP2551的特性。采用模块化的设计思路，介绍了单片机最小系统模块、电源模块、以太网模块、USB模块、CAN模块、RS232模块、RS485模块和射频模块的电路设计，并给出了部分原理图。
　　在软件设计方面，首先介绍多协议转换器软件设计的整体架构;随后介绍了多协议转换器设计中自定义的帧格式和编码方式;然后详细介绍了驱动程序设计;之后对各协议进行了简单介绍，并详细介绍了TCP/IP协议栈、USB协议栈、SimpliciTI协议栈的移植及各协议的实现方法;最后阐述了主程序的设计。
　　第四章对多协议转换器的功能进行了测试，获得了理想的结果。
　　在本文的最后，对课题进行了总结和展望，指出了在后续工作中应该努力改善和提高的地方。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 课题来源

1．3 多协议转换器市场现状分析及应用

1．4 论文的研究内容与架构

2 多协议转换器的硬件设计

2．1 系统概述

2．2 器件的选择

2．2．1 主控制器的选择

2．2．2 无线模块控制器的选择

2．2．3 以太网物理层收发器的选择

2．2．4 CAN收发器的选择

2．3 硬件电路设计

2．3．1 电源模块电路设计

2．3．2 以太网接口电路设计

2．3．3 USB接口电路设计

2．3．4 CAN接口电路设计

2．3．5 RS232接口电路设计

2．3．6 RS485接口电路设计

2．3．7 单片机与无线模块的通信电路设计

2．4 本章小结

3 多协议转换器的软件设计

3．1 多协议转换器的帧格式和编码方式

3．2 驱动程序的设计

3．2．1 以太网驱动程序设计

3．2．2 USB驱动程序设计

3．2．3 CAN驱动程序设计

3．2．4 SimpliciTI驱动程序设计

3．3 协议栈的工作原理与移植

3．3．1 TCP／IP协议

3．3．2 TCP／IP协议栈精简与移植

3．3．3 USB协议与移植

3．3．4 CAN协议及实现

3．3．5 RS232协议及实现

3．3．6 SimpliciTI协议及实现

3．4 存储结构的设计

3．5 中断服务函数的设计

3．6 主程序设计

3．7 本章小结

4 多协议转换器的测试

5 总结与展望

参考文献

个人简历与研究成果

致谢