用8位单片机实现串口

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    摘要：用8位单片机8031和ISA总线网卡，实现RS485串行设备与以太网的连接，以传送控制信令和数据文件。程序设计采用C51语言，便于移植和调试。
    关键词：以太网 串行通讯 单片机 C51
单片机或微控制器（MCU）（也称为嵌入式系统）已经在各个领域得到了广泛的应用。目前绝大多数系统都是以MCU为核心，与监测、伺服、指示设备配合实现一定的功能。以太网是当今最受欢迎的局域网之一，现已成为社会重要的基础信息设施，是信息流通的重要渠道。如果嵌入式系统能够连接到Internet，则可以方便、低廉地将信息传送到世界上的任何一个地方。
将嵌入式系统与Internet相连的主要困难在于：Internet的各种通信协议对存储器、运算速度等的要求比较高；而嵌入式系统中除部分32位处理器外，大量存在的8位和16位MCU，支持TCP/IP等Internet协议将占用大量系统资源，影响本来的功能或根本不可能实现。
本文用8031单片机和RTL8019AS网卡实现了RS485串口设备数据文件通过以太网传输到远端计算机的功能。



1 串行通讯
串行通讯在通讯领域被广泛应用。RS232接口已成计算机、计算机外设、交换机和许多通讯设备的标准接口。在我国工业总线的应用中，RS485、RS422使用最为普遍。
在串行接口连接中，按连接方式可分为：面向连接和无连接。无连接原理比较简单，通讯双方无握手过程。一方如有数据需要发送，则立即通过串行接口发送出去，另一方被动接收。该方式能够达到较高的通讯速率，但不能保证数据传输的可靠性，可用于对数据可靠性要求不高的场合，如语音、图像等。而面向连接方式则不同。甲方有数据发送请求时，向乙方发送“请求发送数据”命令；乙方收到后，如准备就绪，则回送确认信息；甲方得到乙方的确认后方可发送数据。大多数情况下，乙方要对收到的数据进行校验，校验正确发送“通讯终止”命令；否则发送“重发”命令。面向连接的串行通讯过程实现起来要复杂得多，通常用于数据文件的传输。
2 以太网的物理传输帧
标准IEEE802.3帧结构由七部分组成，如表1所示。除了数据域的长度不固定外，其他部分的长度都是固定不变的。在发送数据时，帧头、起始位和校验位都是网卡自动添加；在接收数据时，帧头和起始位将被网卡自动跳过，即网步一旦检测到有效帧头和帧超始位，就认为有有效数据开始，并将有效数据存入接收缓冲环。

表1 标准IEEE802.3帧结构

[table]


帧头[/td]
起始位[/td]
目的地址[/td]
源地址[/td]
数据长度[/td]
数据域[/td]
校验位[/td][/tr]

62位[/td]
2位[/td]
48位[/td]
48位[/td]
16位[/td]
不超过1500字节[/td]
32位[/td][/tr]