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RJ45連接器原理RJ45在進行信號完整性設(shè)計時，需要思考：1、與整個互聯(lián)傳輸線阻抗的接連性；2、RJ45各插針間的串?dāng)_；3、有時序請求，要思考RJ45上的延時。RJ45的剖析辦法與通常的信號剖析辦法根本相同，都是運用仿真軟件進行仿真，并對成果進行剖析，得出結(jié)論。RJ45的模型剖析和電路的模型剖析是相同的，僅僅要注意RJ45和過孔效應(yīng)的準(zhǔn)確建模、仿真關(guān)于猜測信號質(zhì)量非常重要。模型剖析有五種狀況1.多線模型 （MLM）： 適用于多插針RJ45，包含觸摸元件、觸摸與觸摸間耦合、觸摸和屏蔽間耦合、焊盤間耦合等。除了SLM模仿的參數(shù)外，還能用來模仿串?dāng)_和地彈等。2.單線模型 （SLM）： 適用于RJ45中的單線，如高速信號傳輸線，能夠用來模仿反射、時延和偏移、衰減以及信號傳輸質(zhì)量3.S參數(shù)模型：首要使用于頻域，可模仿吞吐量和串?dāng)_，經(jīng)過時域改換，可產(chǎn)生阻抗、串?dāng)_、傳輸時延和眼圖等。4.IBIS模型：是一種根據(jù)V/I曲線的對I/O BUFFER疾速準(zhǔn)確建模的辦法，支撐一切類型的RJ45和多種不同RJ45建模，如差分和不平衡信令、SLM（無耦合）、MLM（耦合）、模型級聯(lián)、板到板以及板到電纜等。5.SPICE模型：是Z為遍及的電路級模仿程序，被剖析的電路中的元件可包含電阻、電容、電感、互感、獨立電壓源、獨立電流源、各種線性受控源、傳輸線以及有源半導(dǎo)體器件。運用注意事項1.對活絡(luò)元件施行對噪聲器件的物理阻隔；2.阻抗操控、反射和信號終端匹配；3.用接連的電源和地平面層；4.布線中盡量防止選用直角；5.差分對布線長度要相等，以確保在接納端良好的按捺比；6.高速電路設(shè)計中應(yīng)思考串?dāng)_疑問，包含近端串?dāng)_和遠端串?dāng)_；7.電源退耦疑問，也就是說加在電路上的電源一定要經(jīng)過電感電容的退耦。訊磁電子RJ45連接器的開展變化受中國通訊產(chǎn)業(yè)疾速增長的影響，射頻RJ45商場呈現(xiàn)了史無前例的開展勢頭。跟著電信職業(yè)的開展，從開端僅僅語音的使用，開展到現(xiàn)在有了移動互聯(lián)網(wǎng)和移動電視等使用，對數(shù)據(jù)傳輸率的請求越來越高。為了傳輸更高的速率，光纖開端代替?zhèn)鹘y(tǒng)的銅纜，尤其是在RRH方面開端選用光纖進行銜接，不只大大提高了長距離大容量的傳輸速率，一起成本相對銅軸電纜也會下降。跟著光纖在通訊基礎(chǔ)設(shè)施的使用，光纖RJ45的需要逐漸添加。

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RJ45連接器由插頭(連接器、水晶頭)和插座(模塊)組成，插頭有8個凹槽和8個觸點，水晶頭要求RJ45具有良好的導(dǎo)電性能;觸點三叉簧鍍金厚度為50μm，符合超5級傳輸標(biāo)準(zhǔn)，符合T568A和T568B線序。必須防止松動,插頭拔掉,自鎖和其他功能,RJ45插座經(jīng)常使用防滑插頭護套,用于保護插頭,防打滑,容易堵塞,另外,它有多種顏色選擇,可以提供相同的顏色作為嵌入式圖標(biāo),以便促進正確的連接。RJ45連接器應(yīng)具有低而穩(wěn)定的接觸阻抗。連接器的接觸電阻從幾毫歐姆到幾十毫歐姆不等，電阻值主要受接觸材料、正壓、表面狀態(tài)、使用中的電壓和電流等因素影響。RJ45連接器的插頭不是屏蔽的就是屏蔽的。屏蔽型RJ45連接器插頭由屏蔽包層覆蓋，外觀與非屏蔽型插頭相同。適用于各種設(shè)備/場景:知名攝影設(shè)備的視頻和功率傳輸和無線圖像傳輸設(shè)備。一般電話連接器屬于RJ11,公司在美國的開始開發(fā)插件的通用名稱,原名WExW外觀6針,WE6W使用所有6個聯(lián)系人,和WE2W只用中間兩針,后來成為一個RJ系列連接器。

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RJ45帶變壓器不但增強了傳輸信號和改善傳輸距離，還增加了連接器的實用性和適應(yīng)性，使網(wǎng)絡(luò)接口更方便，減輕用戶負擔(dān)，達到事半功倍的效果，可以說是一個非常重要的電子組件。RJ45連接器主要用于信號電平耦合。首先可以增強信號，使傳輸距離更遠，其次芯片端可以與外界隔離，使抗干擾性能得到了大大提升，芯片還具有很強的保護作用（如仿雷擊）。當(dāng)連接到不同級別的網(wǎng)絡(luò)端口（如果PHY芯片為2.5V且某些PHY芯片為3.3V）時，它不會影響彼此的設(shè)備的性能。從理論上來說，可以不需要接變壓器，直接接到RJ45上也是能正常工作的。但是傳輸距離就很受限制，而且當(dāng)接到不同電平網(wǎng)口時，也會有影響。而且外部對芯片的干擾也很大。當(dāng)接了網(wǎng)絡(luò)變壓器后，它主要用于信號電平耦合?？梢杂幸韵伦饔茫嚎梢栽鰪娦盘?，使其傳輸距離更遠；使芯片端與外部隔離，抗干擾能力大大增強。網(wǎng)絡(luò)連接器具有在各個網(wǎng)絡(luò)之間牢靠傳送信息的才能。為了提高互連的網(wǎng)絡(luò)的牢靠性，常選用一下一些辦法：防止分組在若干個網(wǎng)關(guān)中無限制的循環(huán)；向源站或者其他網(wǎng)關(guān)發(fā)送錯誤報告；對分組從源站到目的站之間的途徑進行盯梢；供給網(wǎng)間信息的重傳功用

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摘要：為適應(yīng)RFID 讀寫器在不同應(yīng)用系統(tǒng)中的要求，開發(fā)了一種以MSP430F149 單片機為核心的具有嵌入式以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口的手持式RFID 讀寫器。文中介紹RFID 讀寫器中單片機與以太網(wǎng)控制器RTL8139 組成的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計方法，實現(xiàn)了手持式RFID 讀寫器接入Internet 網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)通信。RFID 技術(shù)目前廣泛應(yīng)用于身份識別、防偽應(yīng)用、供應(yīng)鏈應(yīng)用、公共交通管理、物流管理、生產(chǎn)線自動化與過程控制、容器識別等領(lǐng)域。由于手持式RFID讀寫器的存儲器容量有限，保存在讀寫器中的數(shù)據(jù)可以通過USB 等接口傳送到計算機中進行處理，但為更方便快捷地將讀寫器中的數(shù)據(jù)傳送到遠程的計算機系統(tǒng)中，將便攜設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化是解決上述問題的有效途徑之一。但目前的手持式RIFD 讀寫器并不具備與互聯(lián)網(wǎng)進行網(wǎng)絡(luò)連接的網(wǎng)絡(luò)接口。另外，手持式RFID 讀寫器是通過內(nèi)部所裝有的電池進行供電，所以降低其工作功耗也是主要問題之一。而MSP430F149 單片機是一款16 位超低功耗的處理芯片，它將多個不同功能的模擬電路，數(shù)字電路模塊集成于一身，適合應(yīng)用與需要電池供電的便攜式儀器儀表中。因此，文中主要介紹手持式RFID 讀寫器中MSP430F149 單片機與以太網(wǎng)控制器RTL8139 接口的硬件設(shè)計的方法，以及相應(yīng)的硬件設(shè)備驅(qū)動程序的設(shè)計和TCP /IP 協(xié)議棧的處理方法。1 網(wǎng)絡(luò)接口硬件結(jié)構(gòu)。1. 1 網(wǎng)絡(luò)接口手持式RFID 讀寫器是便攜式射頻識別系統(tǒng)的主要設(shè)備，其網(wǎng)絡(luò)接口主要由MSP430 單片機與以太網(wǎng)控制器RTL8139 塊等組成。其網(wǎng)絡(luò)接口硬件結(jié)構(gòu)如圖1 所示。根據(jù)便攜設(shè)備的低功耗要求，MSP430 單片機采用MSP430F149,具有超低功耗、強大處理能力、豐富片上外圍模塊及多種存儲器形式等功能，其中有2 個具有中斷功能的8 位并行端口P1與P2和4 個8 位的通用并行端口P3、P4、P5與P6,可以滿足和以太網(wǎng)控制器的接口，而且能夠?qū)崿F(xiàn)RFID 讀寫器的其他接口功能。隔離變壓器選用PM34 - 1006M10 /100 /1000M 變壓器。采用RTL8139 以太網(wǎng)控制器作為網(wǎng)絡(luò)接口。由于RTL8139 是PCI 總線接口，不能直接與8 位的MCU 接口，需要一個PCI 接口進行轉(zhuǎn)接。單片機在進行外部存儲器操作時采用的信號有P0口、P2口、ALE以及RD 和WR 信號。其中，P0口為地址（ 低8 位） /數(shù)據(jù)復(fù)用，P2口為高8 位地址信號； ALE 為地址鎖存信號，為高電平時將P0口的值鎖存到低8 位數(shù)據(jù)線上； RD 和WR 為讀寫有效信號，低電平有效。因此，PCI 接口實際上是起到一個從單片機讀寫時序到32位PCI 讀寫時序轉(zhuǎn)換的作用。1. 2 RTL8139 的結(jié)構(gòu)及編程接口RTL8139 是臺灣Realtek 公司生產(chǎn)的一種高度集成的全面支持IEEE802. 3 標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)控制器芯片，支持微軟的PnP 規(guī)范。利用雙絞線可以和全雙工網(wǎng)絡(luò)交換機相連接，能夠同時接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。支持UTP（ Unshielded Twisted Paired） ,AUI（ Attachment UnitInterface） 自動偵測。支持IO 地址全解碼模式。其主要特性如下：（1）符合Ethernet Ⅱ 和IEEE802. 3 （ 10Base5,10Base2,10BaseT） 標(biāo)準(zhǔn)。（2）支持跳線和免跳線兩種工作方式。（3）全雙工，收發(fā)可同時達到100 Mbit·s - 1 的速率。（4）支持32 位數(shù)據(jù)PCI 總線。（5）允許3 個診斷LED 可編程輸出。（6）128 腳LQFP 封裝，縮小了PCB 尺寸。PCI 總線信號有3. 3 V 標(biāo)準(zhǔn)和5 V 標(biāo)準(zhǔn)，信號線眾多，但并不是所有的PCI 設(shè)備都使用全部的PCI 接口信號，實際只使用需要的即可。RTL8139AS 以太網(wǎng)控制器遵循3 V 標(biāo)準(zhǔn)，并且只使用了PCI 總線信號中的以下部分： AD[31: 0]為數(shù)據(jù)信號復(fù)用總線。FRAME 為幀周期信號，由當(dāng)前主設(shè)備驅(qū)動，表示一次訪問的開始和持續(xù)時間。IRDY 為主設(shè)備準(zhǔn)備好信號。TRDY 為從設(shè)備準(zhǔn)備好信號。C /BE 為總線命令和字節(jié)使能復(fù)用信號。地址期是總線命令，數(shù)據(jù)期是字節(jié)使能。IDSEL 為初始化設(shè)備選擇信號。在參數(shù)配置讀寫傳輸期間，用作片選。對于只有一個PCI 設(shè)備的情況，它可以總接高電平。RST 為復(fù)位信號。CLK 為系統(tǒng)時鐘信號，頻率范圍DC ~ 33 MHz.以上信號都在CLK 的上升沿有效。INTA 為中斷請求信號，RTL8139數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好后可以用來向主控制器發(fā)出中斷DEVSEL 為設(shè)備選擇信號，表明驅(qū)動它的設(shè)備已成當(dāng)前訪問的設(shè)備，由于系統(tǒng)中，RTL8139 是單一的PCI 設(shè)備，因此該信號可以不用。2 網(wǎng)絡(luò)接口軟件結(jié)構(gòu)RFID 讀寫器系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口軟件主要包括硬件設(shè)備驅(qū)動程序、TCP /IP 協(xié)議棧、應(yīng)用協(xié)議和其他用戶應(yīng)用程序。網(wǎng)絡(luò)接口軟件的流程如圖3 所示。其中應(yīng)用協(xié)議和其他用戶應(yīng)用程序?qū)⒃诙伍_發(fā)時根據(jù)RFID 讀寫器的具體功能要求進行設(shè)計，這里主要介紹硬件設(shè)備驅(qū)動程序、TCP /IP 協(xié)議棧的實現(xiàn)方法。2. 1 硬件設(shè)備驅(qū)動程序硬件設(shè)備驅(qū)動是將PCI 接口當(dāng)作單片機的外部存儲器看待，單片機以讀寫外部存儲器的時序?qū)CI 接口進行讀寫，再由PCI 接口將這種讀寫操作時序轉(zhuǎn)換成PCI 時序?qū)σ蕴W(wǎng)控制器進行操作。主要包括3 個部分，網(wǎng)絡(luò)初始化，發(fā)送控制和接收控制。主要完成對CR,TCR,RCR IMR ISR,RBSTART,MAR 等寄存器操作。發(fā)送控制過程在網(wǎng)絡(luò)中，幀傳輸?shù)倪^程是發(fā)送方將待發(fā)送的數(shù)據(jù)按幀格式要求封裝成幀，然后同過網(wǎng)卡發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)的傳輸線上。發(fā)送程序框圖如圖4所示。接收控制過程分成2 步，第1 步是根據(jù)哈稀算法判斷數(shù)據(jù)包是否是本地的數(shù)據(jù)包，如果是則接收放入FIFO,如果FIFO 里的數(shù)據(jù)包達到了RCR 寄存器預(yù)先設(shè)定閾值，把數(shù)據(jù)報放入RX_BUFF.第2 步主機程序?qū)X_BUFF 里的數(shù)據(jù)讀取到內(nèi)存進行處理。2. 2 TCP /IP 協(xié)議棧TCP /IP 實質(zhì)上是一系列協(xié)議的總稱，是實現(xiàn)Internet通訊必不可少的部分，包括十幾個協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，在這里要實現(xiàn)的是通過網(wǎng)絡(luò)讀取居民用表的讀數(shù)，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量少且對實時性要求不高，不需要全部的協(xié)議，只要實現(xiàn)幾個必備的即可，權(quán)衡之下，求在最小代碼、最小資源需求和功能實現(xiàn)間取得一個平衡： 只實現(xiàn)了ICMP、TCP、IP、ARP 4 個協(xié)議，組成一個小型化的TCP /IP 協(xié)議。因為任何一個以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀要發(fā)送時都必須要知道對方的物理地址，這能過ARP 協(xié)議獲得，所以要實現(xiàn)ARP 協(xié)議。而IP 協(xié)議是TCP, ICMP協(xié)議數(shù)據(jù)的傳輸格式； TCP 協(xié)議提供可靠的，可重組服務(wù)； 而ICMP 協(xié)議是調(diào)試時所不可缺少的。另外，在實現(xiàn)重發(fā)功能時，大多的做法是應(yīng)用層不參與，當(dāng)需要重發(fā)時，由TCP /IP 協(xié)議把存儲在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)再發(fā)送一次即可，但在以單片機為主處理器的情況下，因為單片機自身的資源有限，為了減少RAM 的使用，可以在需要重發(fā)時再由應(yīng)用層產(chǎn)生這一幀數(shù)據(jù)即可，這無需太多的時間。這樣也不必每發(fā)送一幀數(shù)據(jù)都要存在緩沖區(qū)中以備重發(fā)時使用，進一步節(jié)省了RAM。3 實驗結(jié)果及分析將手持式RFID 讀寫器通過網(wǎng)線連入局域網(wǎng)交換機，預(yù)先將讀寫器的IP 地址設(shè)置為192. 168. 1. 37,啟動讀寫器、交換機及電腦，在電腦的命令終端輸入ping192. 168. 1. 37 命令在電腦中打開RFID 綜合管理系統(tǒng)，將實驗用RFID 卡放入手持式RFID 讀寫器后，綜合管理系統(tǒng)讀到信息手持式RFID 讀寫器將讀到的實驗卡信息，通過局域網(wǎng)交換機成功地傳輸?shù)诫娔X的綜合管理系統(tǒng)當(dāng)中，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)接口的功能。4 結(jié)束語設(shè)計的手持式RFID 讀寫器網(wǎng)絡(luò)接口硬件采用MSP430F149 作為控制芯片，選用PM34 - 1 006M10 /100 /1 000M 變壓器作為隔離變壓器，以及全面支持IEEE802. 3 標(biāo)準(zhǔn)高度集成的RTL8139 作為以太網(wǎng)控制器芯片，整個系統(tǒng)具有超低功耗等優(yōu)點，實現(xiàn)了RFID 讀寫器的網(wǎng)絡(luò)化功能，為提高產(chǎn)品的競爭力創(chuàng)造了條件。同時，網(wǎng)絡(luò)接口驅(qū)動程序及TCP /IP C 語言進行開發(fā)，具有較好的可讀性和移植性，可以提高開發(fā)效率，縮短開發(fā)周期。

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本文介紹一般電話線銜接及水晶頭壓接辦法，多指家用電話，大一點的公司都是用集團電話，需求體系設(shè)備調(diào)試，本文暫不觸及，此外對ISDN用戶，由于ISDN接入電話還需求專門的盒子，現(xiàn)在運用較少且已逐漸篩選，盡管ISDN在傳輸上有數(shù)字化的優(yōu)勢，但對一般話音傳輸來講，根本沒有吸引力，或許在國際話音傳輸上短期內(nèi)還有點效果。比較較而言，仍是傳統(tǒng)的東西更有生命力。一、一般電話水晶頭銜接方法電話插座多運用非國際標(biāo)準(zhǔn)的RJ11（Registered Jack，注冊插孔）電話水晶頭，有4PIN或6PIN兩種，跟RJ45 8PIN電話水晶頭比較要略小。別的，不要把RJ11接口向RJ45接口中插接，不然可能會損壞RJ45引腳。此外，也有些轉(zhuǎn)接器運用RJ45 8PIN水晶頭，銜接次序只需同線序即可，詳細引腳能夠反觀插座上的伸出引腳。由于RJ11運用混亂，所以線纜顏色也沒有規(guī)則，有紅白一路，黑黃一路的，也有紅藍一路、綠黃一路的，詳細要根據(jù)接入線纜的不同可能不同，輸入線承認(rèn)只需分辨出哪兩根可用即可，盡可穿插銜接測試，橫豎即便短路了也不會燒到電信交換機的，那兒有維護。一般電話線就是指電話輸入線，壓接到RJ11 6PIN接頭時，只需銜接到水晶頭中心的兩個引腳上（3腳和4腳）上，不必區(qū)別線序，話機內(nèi)部線路會主動倒換。聽筒線是銜接電話聽筒和座機之間的銜接線，接頭一般運用RJ11 4PIN水晶頭，線序依照1-4、2-3、3-2、4-1，也就是倒序壓接（水晶頭平擺正面朝向自己，線序倒反即可）。二、 數(shù)字電話銜接方法正本數(shù)字電話的概念是指電話到交換機的傳輸也是選用數(shù)字方法的，而目前的數(shù)字電話前期被偷換概念，跟數(shù)字電視機相同，只需“源”和“接收”不是一起選用數(shù)字編碼的，都只能算是對折字處理。所以目前市道出售的家用數(shù)字電話也都只是母子機之間運用數(shù)字傳輸，所以外線其實仍然選用傳統(tǒng)的模仿話音傳輸。所以，水晶頭的壓接辦法能夠仍然參閱上面一般電話運用兩根電話線。對集團電話，除非接口不同或有特別約好外，只需支撐傳統(tǒng)撥號方法就能夠接到一般的的兩根電話線上，天緣對此觸摸不多，單從技能視點考量，集團電話能夠做成全數(shù)字的，所以可能有些類型不能在家庭運用，對此有了解的網(wǎng)友不妨彌補一下。三、輸入線及聽筒線示例1、輸入線部分典型的電話轉(zhuǎn)接線，一般是一頭接分線盒一頭接座機（故需求兩個插頭），或是用在分機之間，假如沒有分線盒，能夠剪斷一頭直接銜接到電話輸入線上。2、聽筒部分聽筒線很少需求用戶自己手動去做，話機都會隨機順便，即便壞了，自己也很難找這類螺旋形的銜接線，不像上文一般電話線相同自己制造，仍是直接買一個做好的聽筒線也不貴。急用的話自己能夠在原聽筒線斷開處剪開手動銜接即可，或許替換一頭銜接頭也能夠。四、電話線線序及銜接約好早前電話都是運用脈沖撥號方法，現(xiàn)在簡直都改成DTMF（雙音多頻）或FSK（移頻鍵控）制式了，但仍然歸于模仿?lián)芴柗椒?。不過這些對國內(nèi)用戶而言不必擔(dān)心，市道購買的電話機都是支撐這些撥號方法的。交換機輸出的用戶模塊輸出的一般是4芯線纜，支撐2路一般電話或是一路數(shù)字電話。一般電話輸入線只有兩根線，正常供電為48V直流電壓，在振鈴、摘機等情況下還會發(fā)生變化，詳細參閱文末鏈接。但是在銜接時不必區(qū)別線序，由于電話機內(nèi)有極性倒換設(shè)備。聽筒線四根線序是：揚聲器+、MIC-、MIC+、揚聲器-，別離對應(yīng)揚聲器和麥克風(fēng)。

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引言隨著Internet 的出現(xiàn)和以太網(wǎng)的迅速發(fā)展， 基于以太網(wǎng)的設(shè)備控制越來越多。目前市場上大部分以太網(wǎng)控制器采用的封裝均超過80 引腳， 如RTL8019AS、DM9008、CS8900A 等。這些器件不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 面積龐大， 且系統(tǒng)開銷較大。近來， Microchip推出全球首枚28 引腳獨立以太網(wǎng)控制器ENC28J60, 可為嵌入式系統(tǒng)提供低引腳數(shù)、低成本、精簡的遠程通訊解決方案。設(shè)計了以ENC28J60 為核心的以太網(wǎng)接口實現(xiàn)方案， 描述了該系統(tǒng)硬件架構(gòu)的設(shè)計方法。在簡要介紹了以太網(wǎng)控制器ENC28J60 的結(jié)構(gòu)、功能、外圍電路的基礎(chǔ)上， 對ENC28J60Atmega16 的SPI 通訊進行了闡述。此方案不僅成本低， 而且可以實現(xiàn)500Kbps 以上的傳輸速率， 滿足了嵌入式系統(tǒng)的Internet 控制要求。2 ENC28J60 網(wǎng)絡(luò)接口體系結(jié)構(gòu)ENC28J60 是帶有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)串行外設(shè)接口(Serial PeripheralInterface, SPI)的獨立以太網(wǎng)控制器。它符合IEEE 802.3 的全部規(guī)范， 采用了一系列包過濾機制以對傳入數(shù)據(jù)包進行限制。它還提供了一個內(nèi)部DMA 模塊， 以實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)吞吐和硬件支持的IP 校驗和計算。與主控制器的通信通過兩個中斷引腳(INT和WOL)和SPI 腳(SO、SI、SCK、CS)實現(xiàn)， 數(shù)據(jù)傳輸速率高達10Mb/s.兩個專用的引腳(LEDA、LEDB)用于連接LED, 進行網(wǎng)絡(luò)活動狀態(tài)指示。圖1 所示為ENC28J60 的典型應(yīng)用電路。ENC28J60 由7 個主要功能模塊組成：SPI 接口， 充當(dāng)主控制器和ENC28J60 之間通信通道; 控制寄存器， 用于控制和監(jiān)視ENC28J60; 雙端口RAM緩沖器， 用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包; 判優(yōu)器， 當(dāng)DMA、發(fā)送和接收模塊發(fā)出請求時對RAM緩沖器的訪問進行控制; 總線接口， 對通過SPI 接收的數(shù)據(jù)和命令進行解析;MAC 模塊：實現(xiàn)符合IEEE 802.3 標(biāo)準(zhǔn)的MAC 邏輯; PHY 模塊， 對雙絞線上的模擬數(shù)據(jù)進行編碼和譯碼。ENC28J60 還包括其他支持模塊， 諸如振蕩器、片內(nèi)穩(wěn)壓器、電平變換器(提供可以接受5V 電壓的I/O 引腳)和系統(tǒng)控制邏輯。根據(jù)以上說明， ENC28J60 應(yīng)用于嵌入式網(wǎng)絡(luò)接口是非常合適的， 有廣闊的應(yīng)用發(fā)展前景。3 ENC28J60 在嵌入式網(wǎng)絡(luò)接口的應(yīng)用3.1 硬件電路設(shè)計利用ENC28J60 可以構(gòu)成不同功能的網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點， 如網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、帶Internet 功能的設(shè)備、遠程監(jiān)控(數(shù)據(jù)采集， 診斷)設(shè)備等。圖2 所示為基于ENC28J60 的嵌入式網(wǎng)絡(luò)接口的硬件電路原理圖。電路中有：2 個LED 狀態(tài)指示燈主要用來顯示網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)， 包括PHY 是否沖突、連接是否建立、是否接收數(shù)據(jù)、連接速度、雙工模式等; 必需的偏置電阻R3(2kΩ， 精度為1%);高速局域網(wǎng)電磁隔離模塊(即RJ45 以太網(wǎng)接口)， 應(yīng)用中，ENC28J60 的物理端口與隔離變壓器HR901170A 連接時必須符合IEEE802.3 對物理層規(guī)范的要求， 如RJ45 的插孔與隔離變壓器的間隔應(yīng)盡量小， 輸出和輸入差分信號對的走線要有很好的隔離。電路中的主控制器采用Atmel 公司的ATmega16 單片機，它具有先進的RISC(精簡指令集計算機)結(jié)構(gòu)、16 kB 可編程Flash 存儲器、512 B 的EEPROM和1 kB 片內(nèi)SRAM, 具有豐富的外設(shè)接口， 其SPI 接口允許ATmega16 與外設(shè)進行高速的同步數(shù)據(jù)傳輸。本設(shè)計中ATmega16 SPI 配置為主機模式，ENC28J60 為從設(shè)備。ATmega16 的SPI 工作模式由CPOL、CPHA 設(shè)置， 根據(jù)ENC28J60 的SPI 讀寫時序， ATmega16 的SPI工作模式應(yīng)設(shè)置為模式0.ATmega16 通過將ENC28J60 的CS引腳置低實現(xiàn)與其的同步。SPI 時鐘由寫入到SPI 發(fā)送緩沖寄存器的數(shù)據(jù)啟動， SPI MOSI(PB5)引腳上的數(shù)據(jù)發(fā)送秩序由寄存器SPCR 的DORD 位控制， 置位時數(shù)據(jù)的LSB(最低位)首先發(fā)送， 否則數(shù)據(jù)的MSB(最高位)首先發(fā)送。我們選擇先發(fā)送MSB,同時接收到的數(shù)據(jù)傳送到接收緩沖寄存器， CPU 進行右對齊從接收緩沖器中讀取接收到的數(shù)據(jù)。應(yīng)該注意， 當(dāng)需要從ENC28J60 中讀取多個數(shù)據(jù)時， 即使ENC28J60 并不需要ATmega16 串行輸出的數(shù)據(jù)， 每讀取一個數(shù)據(jù)前都要向SPI 發(fā)送緩沖器寫一個數(shù)據(jù)以啟動SPI 接口時鐘。由于SPI 系統(tǒng)的發(fā)送方向只有1 個緩沖器， 而在接收方向有2 個緩沖器， 所以在發(fā)送時一定要等到移位過程全部結(jié)束后， 才能對SPI 數(shù)據(jù)寄存器執(zhí)行寫操作; 而在接收數(shù)據(jù)時， 需要在下一個字節(jié)移位過程結(jié)束之前通過訪問SPI 數(shù)據(jù)寄存器讀取當(dāng)前接收到的數(shù)據(jù)， 否則第1 個數(shù)據(jù)丟失。3.2 ENC28J60 軟件初始化在使用ENC28J60 發(fā)送和接收數(shù)據(jù)包前， 必須對器件進行初始化設(shè)置。根據(jù)不同的應(yīng)用， 一些配置選項可能需要更改。初始化設(shè)置工作包括接收和發(fā)送緩沖器、接收過濾器、晶振啟動時間、MAC 寄存器、PHY 寄存器。初始化芯片之前先關(guān)閉單片機的中斷輸入， 對RESET 引腳給定一個持續(xù)的低電平復(fù)位信號， 然后對相應(yīng)的寄存器進行設(shè)置。設(shè)置完成所有需要的寄存器后， 判斷以太網(wǎng)狀態(tài)中的時鐘啟動標(biāo)志位是否置位， 然后開中斷。系統(tǒng)初始化后進入主程序循環(huán)， 包括單片機的控制作用和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。對于以太網(wǎng)傳輸部分來說。主要有兩個作用：一是對要發(fā)送的數(shù)據(jù)按照以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀格式進行封裝并發(fā)送; 二是對接收的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀進行解包， 供應(yīng)用程序使用。3.3 ENC28J60 發(fā)送數(shù)據(jù)包在進行數(shù)據(jù)包發(fā)送或接收時， 要先對寫緩沖存儲器(WriteBuffer Memory, WBM)命令掌握。WBM允許主控制器將字節(jié)寫入8KB 發(fā)送和接收緩沖存儲器。如果ECON2 寄存器中的AUTOINC 位置1, 那么在寫完每個字節(jié)的最后一位之后，EWRPT 指針將會自動地遞增指向下一個地址(當(dāng)前地址加1)。如果寫入地址1FFF 且AUTOINC 置1, 則寫指針加1 指向0000h.將CS 引腳拉為低電平啟動WBM命令。然后將WBM操作碼及隨后的5 位常量1Ah 送入ENC28J60.在發(fā)送WBM命令和常量之后， 由EWRPT 指向的存儲器中的數(shù)據(jù)將移入ENC28J60, 首先移入最高位。在接收到8 個數(shù)據(jù)位后， 如果AUTOINC 置1, 寫指針將自動遞增。主控制器可以繼續(xù)在SCK引腳提供時種信號、在SI 引腳發(fā)送數(shù)據(jù)同時保持/CS 為低電平， 從而可以連續(xù)寫入存儲器。當(dāng)AUTOINC 被使能時， 以該方式就可以連續(xù)地向緩沖存儲器寫入字節(jié)而無需多余的SPI命令。拉高CS 引腳電平可結(jié)束WBM命令。在WBM操作期間，SO 引腳一直為高阻態(tài)， WBM操作時序， 請參見圖3.ENC28J60 內(nèi)的MAC 在發(fā)送時會自動生成前導(dǎo)符和幀起始定界符。此外， MAC 可根據(jù)配置生成填充(如果需要)和CRC字段。主控制器必須生成所有其他幀字段， 并將它們寫入緩沖存儲器， 以待發(fā)送。此外， ENC28J60 還要求在待發(fā)送的數(shù)據(jù)包前添加一個包控制字節(jié)。主控制器應(yīng)：1.正確編程ETXST 指針，使之指向存儲器中未用的單元。它將指向包控制字節(jié)， 在本設(shè)計方案中， 指針應(yīng)編程為0120h; 2.使用WBM SPI 命令寫入包控制字節(jié)、目標(biāo)地址、源MAC 地址、類型/ 長度和數(shù)據(jù)有效負載; 3.正確編程ETXND 指針。它應(yīng)指向數(shù)據(jù)有效負載的最后一個字節(jié)， 在本設(shè)計方案中， 指針應(yīng)編程為0156h; 4.將EIR.TXIF位清零、將EIE.TXIE 位和EIE.INTIE 位置1 允許在發(fā)送完成后產(chǎn)生中斷(如果需要); 5.將ECON1.TXRTS 位置1 開始發(fā)送。如果在TXRTS 位置1 時正在進行DMA 操作， ENC28J60 會等待DMA 操作完成再發(fā)送。這種等待是必需的， 因為DMA 和發(fā)送引擎共享同一個存儲器訪問端口。同樣如果在TXRTS 已置1后， ECON1 中DMAST 位才置1, DMA 在TXRTS 位清零前不會采取任何動作。如果正在進行發(fā)送， 不應(yīng)通過SPI 讀取或?qū)懭肴魏未l(fā)送的字節(jié)。主控制器將TXRTS 位清零可取消發(fā)送。如果數(shù)據(jù)包發(fā)送完成或因錯誤取消而中止發(fā)送， ECON1.TXRTS位會被清零， 一個7 字節(jié)的發(fā)送狀態(tài)向量將被寫入由ETXND +1 指向的單元， EIR.TXIF 會被置1 并產(chǎn)生中斷(如果允許)。要驗證數(shù)據(jù)包是否成功發(fā)送， 應(yīng)讀取ESTAT.TXABRT 位。如果該位置1, 主控制器在查詢發(fā)送狀態(tài)向量的各個字段外， 還應(yīng)查詢ESTAT.LATECOL 位， 以確定失敗的原因。下面給出寫數(shù)據(jù)包的源代碼：3.3 ENC28J60 接收數(shù)據(jù)包假設(shè)接收緩沖器已完成初始化， MAC 已正確配置而且接收過濾器已配置為接收以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包， 主控制器應(yīng)該：1.如果需要在接收到數(shù)據(jù)包時產(chǎn)生一個中斷， 就要將EIE.PKTIE 位和EIE.INTIE位置1; 2. 如果需要在由于緩沖空間不足導(dǎo)致數(shù)據(jù)包丟失時產(chǎn)生一個中斷， 就要將EIR.RXERIF 位清零， 并將EIE.RXERIE位和EIE.INTIE 位置1; 3. 通過將ECON1.RXEN 位置1使能接收。在將RXEN 置1 后， 將不能修改雙工模式和接收緩沖器起始和結(jié)束指針。此外， 要阻止不期望接收的數(shù)據(jù)包， 在更改接收過濾器配置寄存器(ERXFCON) 和MAC 地址前建議將RXEN 清零。在使能接收后， 沒有過濾掉的數(shù)據(jù)包將寫入循環(huán)接收緩沖器。任何不符合過濾條件的數(shù)據(jù)包將被丟棄， 但主控制器無法識別一個數(shù)據(jù)包已被丟棄。當(dāng)接收到一個數(shù)據(jù)包并將其完整寫入緩沖器時， EPKTCNT 寄存器將遞增， EIR.PKTIF 位將置1, 并產(chǎn)生一個中斷(如果允許)， 同時硬件寫指針ERXWRPT 自動遞增。