基于Stc12c5a60s2的RS-232串口数据分析器设计
0 2022-11-30

  引言

  随着计算机技术的飞速发展和普及,以及通信技术的飞速发展,计算机之间的通信以及计算机与各类工业设备之间通过串口进行数据交换[1]得到越来越广泛的应用。串口数据的监控和分析系统在生产及科研中也迅速地得到应用。由于RS-232串口在串行通信方式具有使用线路少、成本低,特别是在远程传输时,避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。RS-232串口在串口通信方面的应用如此广泛,研究串行数据分析器以达到直观的观察串口通信的数据是很有意义的。现在各类串口数据分析器广泛应用于有线网络,成为一类极有用的测试和维护工具。

  1RS-232串口电平转换

  由于单片机输入、输出电平是TTL电平,而PC配置的是RS-232标准串行接口,二者的电气规范不一致,因此,要完成单片机与PC的数据通信,必须对单片机输出的TTL电平进行转换。MC1488将TTL电平转换为RS-232电平,其供电电压为±12V,MC1489则把RS-232标准电平转换为TTL,供电电压为 5V,因此电路中除系统的 5v电源外,另外需要±12v电源。这对不具备±12v电源的单片机系统来说很麻烦,因此本电路用标准的RS-232芯片MAX232进行RS-232与TTL之间的电平转换。

  2串口数据分析器键盘及LCD显示设计

  本设计的键盘系统要完成如下功能:波特率选择、数据格式输出选择、增/减、确定等5个按键。键盘设计方案常见的有两种,第一是矩阵式,第二是独立式。由于本系统所涉及到的按键不多,易采用独立式的。基于以上说明本系统共设计以下按键:开始按钮、波特率设置按钮、格式输出按钮、增/减按钮和确定按钮等。由于单片机Stc12c5a60s2[4]是增强型CPU,所以各按键不必接上拉电阻。按键与Stc12c5a60s2芯片的接口如图1(a)所示

  各按键功能如下:

  (1)波特率选择按钮:当按下波特率设置按钮,在LCD屏幕将显示如图2(a),此时可以利用增/减按钮移动箭头,当箭头移动到所需波特率时按下确定键波特率即可生效。

  (2)格式选择按钮:当按下格式选择按钮,在LCD屏幕将显示如图2(b),此时可以利用增/减按钮移动箭头,当箭头移动到所需格式输出时按下确定键输出格式即可生效。

  (3)增/减按钮:与波特率选择按钮或格式选择按钮一起来进行相关的参数的设置。设置好后,按下“确定按钮”即可保存设置。

  (4)确定按钮:按下该按钮,所有进行的参数设置都将得到保存生效,并且返回监视串口数据状态。本设计采用MPG240128液晶模块为图形点阵式液晶,不仅可以显示数字、字符等内容,还可以显示汉字和任意图形,其与单片机的接口如图1(b)。

  3软件设计及测试结果

  设计思路:在主程序里完成一下任务:LCD初始化、选择默认波特率、清屏后显示开机画面、准备读取串口数据、按键扫描与控制等。上述初始化程序可以放在一个函数(系统初始化函数)里面。

  LCD的初始化:主要是初始化显示方式,文本区和图形区的显示地址的初始化,字体的选择的初始化等。按键扫描及控制:本系统的按键相对比较复杂,其程序也较为复杂,很多的地方都涉及到一键多义的处理。主要的功能键有波特率选择键、格式选择键、确定键、增/减按键等。图2分别为按下波特率选择按钮(a)、按下格式输出选择按钮(b)和某次选择十进制格式输出(c)的测试结果。


  4结语

  本文主要介绍了RS-232串口数据分析器的各部分硬件工作原理和软硬件测试结果。在硬件的设计中主要介绍了电平转换电路的设计、MPG240128与Stc12c5a60s2的接口电路的设计等。其中,LCD显示的设计和数据格式的转换是本设计的重点也是难点。测试结果表明各部分软硬件能够各司其职,协同工作,取得了良好的效果,实现了对一路串口的串行数据的监视和以不同的格式显示的目标。

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