基于S3C44B0的串口服务器系统的设计

　　0 　引言

　　目前，煤矿瓦斯、负压及电动机、供电等自动化监控装置已在各大矿井广泛采用，甚至在个别矿井已组网运行。但是，各自动化监控装置绝大部分仍然采用RS232 、RS485 或CAN 总线组网方式，严重影响了矿井安全监控系统运行的实时性、可靠性、交互性。而工业以太网从10 M、100 M 带宽发展到现在的千兆网，已成为矿井监控系统的主要组网方式。

　　因此，如何使现有的基于RS232 、RS485 或CAN 总线的串口设备以以太网的方式组网运行，是目前需要解决的一个问题。本文介绍一种基于S3C44B0的串口服务器系统，该服务器系统可将串口数据转换成TCP/ IP 协议进行数据传输，具有广泛的应用前景。

　　1 　系统硬件结构

　　基于S3C44B0 的串口服务器系统硬件结构如图1 所示。

图1 　基于S3C44B0 的串口服务器系统硬件结构图

　　该系统主要功能： 从串口设备读取数据，将所得到的数据进行TCP/ IP 协议封装，通过RJ 45 的接口发送到上位机，与上位机的服务器程序进行交互;同时，将上位机发送给串口服务器的数据转发到串口，进而通过网络远程监控现场的串口设备。

　　RS232 接口电路如图2 所示。在本系统中，扩展出2 个独立的串行口，该串行口可以三线通信或者与Modem 通信。该接口采用2 片MAX3232C芯片，其中MAX3232C(1) 负责串行口发送接收信号的电平转换，MAX3232C (2) 完成握手信号的电平转换。处理器S3C44B0 的C10～C15 分别作为nRTS1 、nCTS1 、TXD1 、RXD1 、nRTS0 、nCTS0 信号，PE1 和PE2 作为TXD0 和RXD0 信号。

图2 　RS232 接口电路图

　　以太网控制器采用在嵌入式领域应用广泛且性价比较高的网络控制芯片RTL8019AS ,其接口电路如图3 所示。

图3 　以太网控制器接口电路图

　　图3 中，RTL8019AS 采用IN T0 中断方式， 连到S3C44B0 的外部中断引脚IN T1 。数据总线宽度为16 位，因此，RTL8019AS 的引脚IOCS16B 上拉。

　　RTL8019AS 有3 种工作方式： 跳线方式， 该方式I/ O和中断由跳线决定;即插即用方式( PnP) , 该方式由软件进行自动配置; 免跳线方式，该方式I/ O和中断由外接的EEPROM93C46 中的内容决定。

　　使用何种工作方式由RTL8019AS 的引脚J P 决定，图3 中引脚J P 上拉， 即选择跳线方式。

　　RTL8019AS 的引脚IOS2 上拉，引脚IOS0 、IOS1 、IOS3 悬空(引脚IOS0～IOS4 在图3 中未画出) ,当引脚IOS0 、IOS1 、IOS3 悬空时，每个引脚里有1 个100 kΩ 的下拉电阻，因此，引脚IOS0 、IOS1 、IOS3为低电平， RTL8019AS 的I/ O 基址为200H。

　　RTL8019AS 片选端AEN 接S3C44B0 的nGCS5 也就是Bank6 ,由于数据总线宽度为16 位， S3C44B0的引脚A1 连接RTL8019AS 的引脚SA0 ,因此，对于S3C44B0 来说， RTL8019AS 的I/ O 基址为0X0A000400H。20F001N 为网卡滤波器，其内部包含1 对低通滤波器和1 对隔离变压器，直接与RJ 45相连。