双路串口转百兆以太网模块的设计

今天向大家介绍一款支持双路串口转百兆网络的透传芯片CH9121, 这是非常有特色的芯片，它的特色主要包含两方面：

• 第一是支持两路串口，两路串口相互独立。
• 第二是相比较常见的串转网芯片是10M的以太网，这颗芯片网口支持百兆网络，而且价格便宜。

1.芯片简介

CH9121是一款网络串口透传芯片，支持两路串口的网络透传，自带10/100M以太网介质传输层（MAC）和物理层(PHY)，完全兼容IEEE802.3协议。内部集成TCP/IP协议栈，可实现网络数据包和串口数据的双向透明传输。

CH9121具有TCP CLIENT、TCP SERVER、UDP CLIENT、UDP SERVER 4种工作模式，串口波特率最高可支持到10Mbps。

用户可通过上位机软件或者串口命令轻松配置参数。

下图为CH9121的应用框图：

芯片特点：

• 内部自带以太网介质传输层MAC和物理层收发器PHY
• 支持10/100M，全双工/半双工自适应，兼容IEEE 802.3协议
• 支持MDI/MDIX线路自动转换
• I/O口支持3.3V、2.5V、1.8V供电，兼容多种电压标准的单片机
• 内置网口上拉电阻、晶振匹配电容，精简外部电路
• 内置TCP/IP协议簇，支持IPv4、ARP、ICMP、IGMP、UDP、TCP协议
• 支持DHCP自动获取IP地址，支持DNS域名访问
• 工作模式支持TCP CLIENT、TCP SERVER和UDP CLIENT、UDP SERVER 4种模式
• 同时支持两路独立串口，独立透传
• 串口波特率支持300bps～10Mbps
• 支持通过上位机软件、串口命令设置芯片工作模式、端口、IP等网络参数
• 串口支持全双工和半双工串口通讯，支持RS485收发自动切换
• 提供LED状态显示Link和ACT
• 提供计算机端虚拟串口软件
• 支持KEEPALIVE机制
• 提供TSSOP20和LQFP64M无铅封装

2. 一个简单的串转网模块的设计

这个芯片除了支持两路串口，百兆网口之外，还有一个特点，那就是电路设计非常的简单，它有两种封装，其中TSSOP20封装的CH9121T设计的电路可以说非常简单。

下面是双路串口转百兆以太网模块的设计原理图：

实物图：

2. 使用说明

• 提前准备
  • 准备一台带网口的win电脑，网口可以是HUB转出的，用网线直连到模块上面。
  • 上电，可观察到模块的电源灯亮起
  • 打开配置模块的软件NetModuleConfig.exe，用于配置模块

​ 打开软件，选择模块连接网线对应的电脑网卡，然后选择搜索

说明:

​ 配置模块时候模块对电脑IP是不是同网段没有要求。

​ 模块默认的IP为：192.168.1.200

3.常见故障说明

3.1 接收出现乱码

接收出现乱码一般有两种原因：

1. 串口波特率设置不正确
2. 编码格式错误，由于显示和发送都存在编码，串口助手和网络助手采用了不同的编码，不同调试软件效果不同，因此在测试阶段建议使用HEX进制或者英语字母。

3.2 网络接收出现分包错误

网络接收出现分包错误指的是在串转网的过程中，串口接收的明明是一条报文，结果网络发送的时候报文被分为2个或多个报文的问题，这是由于串口接收报文的相邻两个字节间隔时间太长导致的，由于设备不同，鉴定报文间隔本身就是很复杂的，有很多协议并不符合modous bus协议要求，间隔有长有短。为了解决这个问题，在配置软件上可以自行配置接收到报文时间间隔的时间。

注意：

​ 配置RX间隔时间太短则会出现分包现象，但是配置间隔太长，则会出现连包情况，因此要根据接的设备合理选择间隔时间

​ 串口的RX接收缓存只有1024个字节，当一次接收超过1024个字节，则网络接收会出现分包。

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