基于LWIP的串口与以太网协议转换器的设计

基于LWIP的串口与以太网协议转换器的设计(任务书,开题报告,论文13000字)
摘  要
随着工业各领域的快速发展，主要用在底层感应器的RS232串口以及RS485总线越来越难满足社会的需求，而TCP/IP网络凭着可靠的通信质量以及超远的传输距离等优势越来越广泛地应用到社会的各个领域中，一种串口转以太网的设备逐渐成为了社会的需求。简要介绍了RS232串口和以太网的通信原理，阐述了RS232串口转以太网的实现方法，并结合一个具体课题给出了基于LWIP协议栈的串口转以太网解决方案。课题设计部分，首先讨论并选择了硬件方案，随后对硬件设备进行了介绍。软件设计上，主要针对RS232串口、LWIP协议栈、主函数三个部分做了较为详尽的说明，对My_USART.c和My_TcpClient.c这两个子文件做了详细解析。最后给出了课题的设计结果和演示说明。

关键词： 串口  以太网  网络  协议栈
The Design of USART and Ethernet Protocol Converter based on LWIP
ABSTRACT
With the rapid development of industrial field , the RS232 serial port and RS485 bus which mainly used among sensors on the the bottom devices are becoming more and more difficult to meet the needs of society , while the TCP/IP network is used increasingly widely , due to its stable communication quality and long transmission distance . Designing a serial port and Ethernet’s protocol converter has become a social need . The article introduced the communication theory of RS232 serial port and Ethernet , and elaborated the conversion method . Then , according to a specific project , it present a solution of the converter based on LWIP protocol stack . The project-designing part first discussed and chose the hardware solution ,and then it introduced the hardware devices that had been chosen . The software design module mainly elaborated the program of RS232 serial port , the LWIP protocol stack and the main function .My_USART.c and My_TcpClient.c are analyzed in detail . In the end , the design result and illustration are given .
Keywords：Serial Port ; Ethernet ; network ; protocol stack
 

目  录
摘  要    I
ABSTRACT    II
第一章  绪  论    1
1.1  串口转以太网的背景及意义    1
1.2  RS232串口与以太网简介    1
1.2.1  RS232串口通信原理    1
1.2.2  以太网简介    2
1.2.3  串口转以太网的实现原理    3
1.3  串口转以太网的设计实例    4
1.3.1  总体设计任务    4
1.3.2  设计的具体要求    4
第二章  RS232串口转以太网的硬件方案    5
2.1  方案选择    5
2.2  主控制芯片    5
2.2.1  STM32F107VCT6综述    5
2.2.2  STM32F107VCT6的以太网模块    5
2.3  RS232串口电路    6
2.4  以太网物理芯片DM9161    7
2.5  JTAG接口    9
第三章  RS232串口转以太网的软件设计    11
3.1  概述    11
3.2  IAR集成开发环境    11
3.3  RS232串口通信    12
3.3.1  串口时钟使能寄存器    12
3.3.2  串口复位寄存器    12
3.3.3  波特率寄存器    13
3.3.4  控制寄存器    13
3.3.5  数据寄存器    13
3.3.6  串口状态寄存器    14
3.3.7  函数设计    14
3.4  LWIP协议栈    15
3.4.1  LWIP协议栈简介    15
3.4.2  TCP客户端配置    15
3.4.3  两个重要文件    16
3.5  主函数    17
3.6  两个重要的子程序    18
3.6.1  My_USART.c    18
3.6.2  My_TcpClient.c    18
第四章  功能测试    20
4.1  概述    20
4.2  RS232串口调试    20
4.3  以太网发送调试    23
4.4  联调测试    25
4.5  数据缓冲区优化    26
结    语    28
参考文献    29
致    谢    30
附    录    31