以太网转RS-232协议转换器的设计与实现

摘要

嵌入式系统是与应用紧密结合的，它具有很强的专用性，必须结合实际系统需求进行合理的裁减利用。早期嵌入式应用典型代表是单片机，目前在嵌入式设备中仍有着广泛的应用，这类应用比较简单，一般不使用操作系统。 随着应用复杂性的不断提升，对嵌入式软件的功能需求越来越复杂，为了提供包括文件系统、网络化、多任务支持，并且简化复杂嵌入式软件开发，越来越多由16位、32位处理器构成的系统中采用嵌入式操作系统。在远程环境监控、远程设备控制等应用中，需要嵌入式系统提供Internet接入能力，以便用户方便地通过Internet对应用系统进行远程监控或者控制。而CAN、RS232、RS485等传统组网方式的组网半径有限，而且无法直接接入Internet。对新设计的嵌入式系统而言，可以在初始设计时直接提供Internet接入能力。但是，大量已有的嵌入式应用系统需要增加Internet接入功能，由于前期的软件硬件设计原因，很难不重新设计系统就提供上述功能。重新设计系统存在较大的开发成本，甚至由于某些已有系统，当时的设计资料已经丢失，增加新的功能就意味着要设计一个全新的系统，这对用户而言是难以接受的。 为了解决上面的问题，针对嵌入式系统普遍具备UART接口的事实，本文研究了基于FreeScale公司的Coldfire系列32位处理器MCF52235和Micrium公司的嵌入式实时操作系统μC/OS-II的嵌入式UART-Ethernet转换器的设计。主要研究内容包括： 1、μC/OS-II-II在MCF52235处理器的移植； 2、本研究使用的相关外设的驱动程序设计； 3、LwIP在μC/OS-II-II与MCF52235环境下的移植； 4、基于μC/OS-II-II的嵌入式WEB服务器设计； 5、UART-Ethernet转换器的功能测试方法与测试结果。 由于本文设计的UART-Ethernet转换器可以在不改变原有设备结构的前提下，为只支持串口通信的现有嵌入式应用系统提供网络接入能力，为已有系统升级提供了一种低成本的解决方案。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录、缩略词表

声明

第一章引言

1.1背景及相关技术

1.1.1 μC/OS-Ⅱ及其发展现状

1.1.2 LwIP技术简介

1.1.3 HTML概述

1.1.4 CGI概述

1.1.5串行通信

1.1.6以太网概述

1.2现状与发展趋势

1.3课题研究内容及论文结构

第二章以太网/RS232协议转换器终端软硬件的设计与开发

2.1以太网/RS232协议转换器总体设计目标和实现方案

2.1.1课题设计要求

2.1.2项目设计方案

2.2硬件平台及开发工具介绍

2.2.1 MCF52235处理器

2.2.2 MCF52235开发板简介

2.2.3开发工具Codewarrior

2.2.4硬件抽象层的生成

2.3软件平台的设计及实现

2.3.1软件架构设计

2.3.2嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ的移植

2.3.3 LwIP的移植

2.3.4 UART驱动的移植

2.3.5 FLASH驱动的移植

2.3.6 LED驱动的移植

2.4小结

第三章以太网/RS232软件平台的WEB服务器的设计

3.1嵌入式WEB服务器的原理

3.2嵌入式WEB服务器的实现

3.2.1嵌入式WEB服务器的实现

3.2.2HTTP的实现

3.2.3 CGI的设计

3.3小结

第四章以太网/RS232协议转换器的测试与验证

4.1以太网/RS232协议转换器的测试环境

4.2测试的软/硬件设置使用

4.2.1使用CF Flasher 3.1烧写Flash及调试

4.2.2跳线设置

4.3串口0，串口1，串口2的设置

4.3.1串口到串口通信功能测试

4.3.2串口到以太网通信功能测试

4.4小结

第五章总结与展望

5.1总结

5.2展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果