RS232串行数据截取器的设计方案

　　很多设备和其控制计算机之间采用的是RS 232标准串行接口进行通信，本文设计和实现了RS 232串行通信数据截取器，能有效地截取设备与其控制计算机之间的通信数据。

　　1 截取器硬件部分设计

　　1.1 总体框图及原理

　　系统原理框图如图1所示。

　　

　　原理分析：具体设备与其控制计算机之间的通信线路通过电平转换分两路。一路是直接相连，保证截取器加入后不会影响它们之间的正常通信。另一路经过扩展的串口1和2，同单片机相连，保证了它们之间的通信数据能够被单片机捕获，这些数据经过单片机处理以后通过另一个扩展串口传输到上位机，实现对通信数据的截取。

　　1.2 器件选择

　　系统以常用的AT89C51单片机为处理核心，选取成都国腾公司生产的GM8123芯片将AT89C51单片机的1个全双工异步串行通信接口扩展成为3个全双工异步串行通信接口，采用MAX232芯片实现RS 232电平与TTL电平之间的相互转换。

　　1.3 硬件电路

　　系统完整的电路原理图如图2所示。系统电路包括三个部分：单片机最小系统、串口扩展电路和电平转换电路。

　　

　　单片机最小系统，包括电源电路、时钟电路和复位电路，S1，S2做波特率控制开关，分别控制P0.0，P0.1的值从00～11，对应波特率为1 200～9 600 b/s。

　　串口扩展电路由GM8123构成，其时钟电路采用12 MHz的石英晶体振荡器构成内部时钟方式。GM8123的母串口接收引脚RXD0和发送引脚TXD0分别同单片机串口的发送引脚TXD和接收引脚RXD相连接。GM8123的复位引脚同单片机P3.6脚相连接，由P3.6控制GM8123系统复位，它的模式控制引脚MS同P3.7相连接，由P3.7进行模式选择。GM8123的发送地址线引脚STADD0，STADD1，接收地址引脚SRADD0，SRADD1依次同单片机P1口的P1.0～P1.3相连接，由单片机P1口判断是哪个子串口接收数据和选取某个子串口发送数据。

　　电平转换电路由两片MAX232芯片完成，实现J1，J2，J3的RS 232电平与TTL电平之间的相互转换。

　　2 软件设计

　　系统软件有两种工作模式，模式1的软件设计是实现截取数据的实时发送，截取器工作时不能脱离上位机。模式2的软件设计是实现截取数据的存储转发，截取器可以脱离上位机工作。

　　2.1 主程序流程设计

　　模式1和模式2的主程序基本相同，其主要功能有：对单片机串行中断相关寄存器的配置，对串口收发数据波特率设定及相关定时器的配置，对GM8123芯片的复位操作和工作方式的相关配置。主程序流程图如图3所示。

　　

　　其中由S1，S2，控制波特率设置的程序流程图如图4所示。