引言

　　隨著計算機技術的飛速發展和普及，以及通信技術的飛速發展，計算機之間的通信以及計算機與各類工業設備之間通過串口進行數據交換［1］得到越來越廣泛的應用。串口數據的監控和分析系統在生產及科研中也迅速地得到應用。由于RS-232串口在串行通信方式具有使用線路少、成本低，特別是在遠程傳輸時，避免了多條線路特性的不一致而被廣泛采用。RS-232串口在串口通信方面的應用如此廣泛，研究串行數據分析器以達到直觀的觀察串口通信的數據是很有意義的。現在各類串口數據分析器廣泛應用于有線網絡，成為一類極有用的測試和維護工具。

　　1RS-232串口電平轉換

　　由于單片機輸入、輸出電平是TTL電平，而PC配置的是RS-232標準串行接口，二者的電氣規范不一致，因此，要完成單片機與PC的數據通信，必須對單片機輸出的TTL電平進行轉換。MC1488將TTL電平轉換為RS-232電平，其供電電壓為±12V，MC1489則把RS-232標準電平轉換為TTL，供電電壓為+5V，因此電路中除系統的+5v電源外，另外需要±12v電源。這對不具備±12v電源的單片機系統來說很麻煩，因此本電路用標準的RS-232芯片MAX232進行RS-232與TTL之間的電平轉換。

　　2串口數據分析器鍵盤及LCD顯示設計

　　本設計的鍵盤系統要完成如下功能：波特率選擇、數據格式輸出選擇、增/減、確定等5個按鍵。鍵盤設計方案常見的有兩種，第一是矩陣式，第二是獨立式。由于本系統所涉及到的按鍵不多，易采用獨立式的。基于以上說明本系統共設計以下按鍵：開始按鈕、波特率設置按鈕、格式輸出按鈕、增/減按鈕和確定按鈕等。由于單片機Stc12c5a60s2［4］是增強型CPU，所以各按鍵不必接上拉電阻。按鍵與Stc12c5a60s2芯片的接口如圖1（a）所示

　　各按鍵功能如下：

　　（1）波特率選擇按鈕：當按下波特率設置按鈕，在LCD屏幕將顯示如圖2（a），此時可以利用增/減按鈕移動箭頭，當箭頭移動到所需波特率時按下確定鍵波特率即可生效。

　　（2）格式選擇按鈕：當按下格式選擇按鈕，在LCD屏幕將顯示如圖2（b），此時可以利用增/減按鈕移動箭頭，當箭頭移動到所需格式輸出時按下確定鍵輸出格式即可生效。

　　（3）增/減按鈕：與波特率選擇按鈕或格式選擇按鈕一起來進行相關的參數的設置。設置好后，按下“確定按鈕”即可保存設置。

　　（4）確定按鈕：按下該按鈕，所有進行的參數設置都將得到保存生效，并且返回監視串口數據狀態。本設計采用MPG240128液晶模塊為圖形點陣式液晶，不僅可以顯示數字、字符等內容，還可以顯示漢字和任意圖形，其與單片機的接口如圖1（b）。

　　3軟件設計及測試結果

　　設計思路：在主程序里完成一下任務：LCD初始化、選擇默認波特率、清屏后顯示開機畫面、準備讀取串口數據、按鍵掃描與控制等。上述初始化程序可以放在一個函數（系統初始化函數）里面。

　　LCD的初始化：主要是初始化顯示方式，文本區和圖形區的顯示地址的初始化，字體的選擇的初始化等。按鍵掃描及控制：本系統的按鍵相對比較復雜，其程序也較為復雜，很多的地方都涉及到一鍵多義的處理。主要的功能鍵有波特率選擇鍵、格式選擇鍵、確定鍵、增/減按鍵等。圖2分別為按下波特率選擇按鈕（a）、按下格式輸出選擇按鈕（b）和某次選擇十進制格式輸出（c）的測試結果。

　　4結語

　　本文主要介紹了RS-232串口數據分析器的各部分硬件工作原理和軟硬件測試結果。在硬件的設計中主要介紹了電平轉換電路的設計、MPG240128與Stc12c5a60s2的接口電路的設計等。其中，LCD顯示的設計和數據格式的轉換是本設計的重點也是難點。測試結果表明各部分軟硬件能夠各司其職，協同工作，取得了良好的效果，實現了對一路串口的串行數據的監視和以不同的格式顯示的目標。