建德網(wǎng)絡(luò)接口規(guī)格

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(chǎng)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(dú)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(yuǎn)程通訊解決方案。設(shè)計(jì)了以ENC28J60 為核心的以太網(wǎng)接口實(shí)現(xiàn)方案， 描述了該系統(tǒng)硬件架構(gòu)的設(shè)計(jì)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(duì)ENC28J60Atmega16 的SPI 通訊進(jìn)行了闡述。此方案不僅成本低， 而且可以實(shí)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(dú)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(jī)制以對(duì)傳入數(shù)據(jù)包進(jìn)行限制。它還提供了一個(gè)內(nèi)部DMA 模塊， 以實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)吞吐和硬件支持的IP 校驗(yàn)和計(jì)算。與主控制器的通信通過兩個(gè)中斷引腳(INT和WOL)和SPI 腳(SO、SI、SCK、CS)實(shí)現(xiàn)， 數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)10Mb/s.兩個(gè)專用的引腳(LEDA、LEDB)用于連接LED, 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)狀態(tài)指示。圖1 所示為ENC28J60 的典型應(yīng)用電路。ENC28J60 由7 個(gè)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(qǐng)求時(shí)對(duì)RAM緩沖器的訪問進(jìn)行控制; 總線接口， 對(duì)通過SPI 接收的數(shù)據(jù)和命令進(jìn)行解析;MAC 模塊：實(shí)現(xiàn)符合IEEE 802.3 標(biāo)準(zhǔn)的MAC 邏輯; PHY 模塊， 對(duì)雙絞線上的模擬數(shù)據(jù)進(jìn)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(jì)利用ENC28J60 可以構(gòu)成不同功能的網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)， 如網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、帶Internet 功能的設(shè)備、遠(yuǎn)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(gè)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(shí)必須符合IEEE802.3 對(duì)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(hào)對(duì)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(jī)，它具有先進(jìn)的RISC(精簡指令集計(jì)算機(jī))結(jié)構(gòu)、16 kB 可編程Flash 存儲(chǔ)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(jìn)行高速的同步數(shù)據(jù)傳輸。本設(shè)計(jì)中ATmega16 SPI 配置為主機(jī)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(shí)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(shí)現(xiàn)與其的同步。SPI 時(shí)鐘由寫入到SPI 發(fā)送緩沖寄存器的數(shù)據(jù)啟動(dòng)， 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(shí)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(shí)接收到的數(shù)據(jù)傳送到接收緩沖寄存器， CPU 進(jìn)行右對(duì)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(gè)數(shù)據(jù)時(shí)， 即使ENC28J60 并不需要ATmega16 串行輸出的數(shù)據(jù)， 每讀取一個(gè)數(shù)據(jù)前都要向SPI 發(fā)送緩沖器寫一個(gè)數(shù)據(jù)以啟動(dòng)SPI 接口時(shí)鐘。由于SPI 系統(tǒng)的發(fā)送方向只有1 個(gè)緩沖器， 而在接收方向有2 個(gè)緩沖器， 所以在發(fā)送時(shí)一定要等到移位過程全部結(jié)束后， 才能對(duì)SPI 數(shù)據(jù)寄存器執(zhí)行寫操作; 而在接收數(shù)據(jù)時(shí)， 需要在下一個(gè)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(gè)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(duì)器件進(jìn)行初始化設(shè)置。根據(jù)不同的應(yīng)用， 一些配置選項(xiàng)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(dòng)時(shí)間、MAC 寄存器、PHY 寄存器。初始化芯片之前先關(guān)閉單片機(jī)的中斷輸入， 對(duì)RESET 引腳給定一個(gè)持續(xù)的低電平復(fù)位信號(hào)， 然后對(duì)相應(yīng)的寄存器進(jìn)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(shí)鐘啟動(dòng)標(biāo)志位是否置位， 然后開中斷。系統(tǒng)初始化后進(jìn)入主程序循環(huán)， 包括單片機(jī)的控制作用和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。對(duì)于以太網(wǎng)傳輸部分來說。主要有兩個(gè)作用：一是對(duì)要發(fā)送的數(shù)據(jù)按照以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀格式進(jìn)行封裝并發(fā)送; 二是對(duì)接收的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行解包， 供應(yīng)用程序使用。3.3 ENC28J60 發(fā)送數(shù)據(jù)包在進(jìn)行數(shù)據(jù)包發(fā)送或接收時(shí)， 要先對(duì)寫緩沖存儲(chǔ)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(chǔ)器。如果ECON2 寄存器中的AUTOINC 位置1, 那么在寫完每個(gè)字節(jié)的最后一位之后，EWRPT 指針將會(huì)自動(dòng)地遞增指向下一個(gè)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(dòng)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(chǔ)器中的數(shù)據(jù)將移入ENC28J60, 首先移入最高位。在接收到8 個(gè)數(shù)據(jù)位后， 如果AUTOINC 置1, 寫指針將自動(dòng)遞增。主控制器可以繼續(xù)在SCK引腳提供時(shí)種信號(hào)、在SI 引腳發(fā)送數(shù)據(jù)同時(shí)保持/CS 為低電平， 從而可以連續(xù)寫入存儲(chǔ)器。當(dāng)AUTOINC 被使能時(shí)， 以該方式就可以連續(xù)地向緩沖存儲(chǔ)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(shí)序， 請(qǐng)參見圖3.ENC28J60 內(nèi)的MAC 在發(fā)送時(shí)會(huì)自動(dòng)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(chǔ)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(gè)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(chǔ)器中未用的單元。它將指向包控制字節(jié)， 在本設(shè)計(jì)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(fù)載; 3.正確編程ETXND 指針。它應(yīng)指向數(shù)據(jù)有效負(fù)載的最后一個(gè)字節(jié)， 在本設(shè)計(jì)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(shí)正在進(jìn)行DMA 操作， ENC28J60 會(huì)等待DMA 操作完成再發(fā)送。這種等待是必需的， 因?yàn)镈MA 和發(fā)送引擎共享同一個(gè)存儲(chǔ)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(huì)采取任何動(dòng)作。如果正在進(jìn)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(cuò)誤取消而中止發(fā)送， ECON1.TXRTS位會(huì)被清零， 一個(gè)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(huì)被置1 并產(chǎn)生中斷(如果允許)。要驗(yàn)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(gè)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(shí)產(chǎn)生一個(gè)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(shí)產(chǎn)生一個(gè)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(shí)別一個(gè)數(shù)據(jù)包已被丟棄。當(dāng)接收到一個(gè)數(shù)據(jù)包并將其完整寫入緩沖器時(shí)， EPKTCNT 寄存器將遞增， EIR.PKTIF 位將置1, 并產(chǎn)生一個(gè)中斷(如果允許)， 同時(shí)硬件寫指針ERXWRPT 自動(dòng)遞增。

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導(dǎo)語 ：在現(xiàn)在這樣一個(gè)網(wǎng)絡(luò)信息高速開展的時(shí)代，電腦現(xiàn)已成為人們最重要的同伴，作業(yè)、學(xué)習(xí)和文娛，觸及日子的方方面面。而沒有網(wǎng)絡(luò)，電腦就相當(dāng)于癱瘓了。因而，網(wǎng)絡(luò)的重要性就顯而易見。下面咱們就來談一談傳輸網(wǎng)絡(luò)的必不行少的一個(gè)組件—— 網(wǎng)線 水晶 頭，假如它停工了，咱們?cè)撜k呢？或許有人還不知道網(wǎng)線水晶頭是什么，那么就請(qǐng)您找到家里的電腦或許路由器，找到網(wǎng)線并拔出，前面方形的塑料制的小 插頭 就是所謂的網(wǎng)線水晶頭(見下面的圖片)。你能夠看到小插頭像水晶相同的晶亮透亮，這也可能就是“水晶頭”稱謂的由來吧。網(wǎng)絡(luò)銜接中，水晶頭的作用是不行忽視的，它的制作特征不只滿意了咱們?nèi)粘５倪\(yùn)用需求，又保證了網(wǎng)絡(luò)的正常安穩(wěn)傳輸。而水晶頭由于是暴露在外，并且在某些機(jī)器上會(huì)時(shí)常被拔出刺進(jìn)，這些都會(huì)導(dǎo)致水晶頭呈現(xiàn)損壞，關(guān)于這些毛病，咱們又有哪些知道呢?網(wǎng)線水晶頭壞了——原因一覽一、 關(guān)于運(yùn)用 筆記本電腦 ，尤其是筆記本常常被主人隨身攜帶的，這樣網(wǎng)線水晶頭便會(huì)常常性的被運(yùn)用，上面的倒卡最簡略折斷，沒有這個(gè)倒卡，水晶頭插不緊，運(yùn)用極不便利。因而關(guān)于常常性的在筆記本上運(yùn)用網(wǎng)線的用戶來說，每次都應(yīng)小心謹(jǐn)慎運(yùn)用!當(dāng)然能夠買個(gè) 無線路由 器，將水晶頭插在路由器上，電腦銜接無線網(wǎng)，這樣可不必常常拔出刺進(jìn)水晶頭，然后延伸其運(yùn)用壽命。二、關(guān)于不常常觸碰的網(wǎng)線水晶頭也是有可能損壞的，畢竟水晶頭是暴露在外的，會(huì)遭到塵埃，溫度、溫度、運(yùn)用壽命以及一些外部人為要素的影響。網(wǎng)線水晶頭自身的質(zhì)量也是其損壞不行避免的要素之一。挑選好的水晶頭、質(zhì)量好的網(wǎng)線也是尤為重要的。網(wǎng)線水晶頭壞了——解決方法假如您正在電腦上賞識(shí)一部期盼已久的電影，這時(shí)候網(wǎng)絡(luò)突然中止。相信您不會(huì)第一時(shí)間就斷定水晶頭呈現(xiàn)問題了吧。所以呢，您能夠?qū)㈦娔X換到另一個(gè)方位運(yùn)用另一根網(wǎng)線看網(wǎng)絡(luò)是否可用，以此來判斷是否是網(wǎng)線水晶頭的問題。當(dāng)您現(xiàn)已斷定是網(wǎng)線水晶頭的原因時(shí)，咱們就來分析網(wǎng)線水晶頭壞了的解決方法。一、首要，咱們要看壞了水晶頭的那根網(wǎng)線是否便利拆下且是不是很長，假如只要兩三米長又簡略拆下，那么很高興地告訴您，花幾塊錢便能夠店里買一根新的網(wǎng)線(一般都是包括水晶頭的)，便利又簡略。 二、 但要是很長的網(wǎng)線，或許特別欠好拆下，這時(shí)候咱們就要著手動(dòng)腦了，買一個(gè)新的水晶頭(當(dāng)然要看對(duì)類型哦)，自己來把壞的水晶頭對(duì)換掉。咱們需求的東西是網(wǎng)線鉗。水晶頭分為 568A 和 568B(常用)兩個(gè)規(guī)范。1. 將原網(wǎng)線上壞的水晶頭的金屬片面向自己，這時(shí)你能夠清楚的看到水晶頭里有八根線，從左到右，順次排開。每根線的方位都是斷定的，不能更改，所以咱們有必要記下順序，便利接下來的替換。2. 然后使用網(wǎng)線鉗將壞的水晶頭剪下，一起將每根線前端的保護(hù)層剪去，長度能夠?qū)Ρ却踢M(jìn)水晶頭的長度而定。3. 最終就是將新的水晶頭依 葫蘆 畫瓢按上，用網(wǎng)線鉗壓緊，一條暫新的網(wǎng)線水晶頭便接好了。不要太崇拜自己哦。三、當(dāng)然假如您沒有網(wǎng)線鉗或許對(duì)手工操作不感興趣的話，去網(wǎng)店或許網(wǎng)絡(luò)維修部 門 ，讓他們給您修一下也是很簡略的事。

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在這樣一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的年代，電腦網(wǎng)線是咱們?nèi)粘９ぷ髦胁恍卸躺俚臇|西，下面小編為咱們介紹網(wǎng)線水晶頭做法。在這樣一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的年代，電腦網(wǎng)線是咱們?nèi)粘９ぷ髦胁恍卸躺俚臇|西，下面小編為咱們介紹網(wǎng)線水晶頭做法。網(wǎng)線水晶頭做法過程 (1)剪斷:運(yùn)用壓線鉗的剪線刀口剪取恰當(dāng)長的網(wǎng)線。 (2)剝皮:用壓線鉗的剪線刀口將線頭剪齊,再將線頭放入剝線刀口,讓線頭角及擋板,略微握緊壓線鉗慢慢旋轉(zhuǎn),讓刀口劃開雙絞線的維護(hù)膠皮,拔下膠皮。(留意:剝與大拇指一樣長就行了) (3)排序:每對(duì)線都是彼此環(huán)繞在一起的,制造網(wǎng)線時(shí)必須將4個(gè)線對(duì)的8條細(xì)導(dǎo)線逐個(gè)拆開,理順,捋直,然后依照規(guī)則的線序擺放整齊。 擺放水晶頭8根針腳： 將水晶頭有刻畫料彈簧片的一面向下，有針腳的一方向上，使有針腳的一端指向遠(yuǎn)離自己的方向，有方型孔的一端對(duì)著自己，此時(shí)，最左面的是第1腳，最右邊的是第8腳，其他順次順序擺放。 (4)剪齊：把線盡量抻直（不要環(huán)繞）、壓平（不要堆疊）、擠緊理順（朝一個(gè)方向緊靠），然后用壓線鉗把線頭剪平齊。這樣，在雙絞線刺進(jìn)水晶頭后，每條線都能杰出觸摸水晶頭中的插針，避免觸摸不良。假如曾經(jīng)剝的皮過長，能夠在這里將過長的細(xì)線剪短，保留的去掉外層絕緣皮的部分約為14mm，這個(gè)長度正好能將各細(xì)導(dǎo)線刺進(jìn)到各自的線槽。假如該段留得過長，一來會(huì)因?yàn)榫€對(duì)不再互絞而增加串?dāng)_，二來會(huì)因?yàn)樗ь^不能壓住護(hù)套而可能導(dǎo)致電纜從水晶頭中脫出，造成線路的觸摸不良乃至中止。 (5)刺進(jìn)：一和以拇指和中指捏住水晶頭，使有塑料彈片的一側(cè)向下，針腳一方朝向遠(yuǎn)離自己的方向，并用食指抵?。涣硪皇帜笞‰p絞線外面的膠皮，慢慢用力將8條導(dǎo)線一起沿RJ-45頭內(nèi)的8個(gè)線槽刺進(jìn)，一直插到線槽的頂端。 (6)限制：確認(rèn)一切導(dǎo)線都到位，并透地水晶頭檢查一遍線序無誤后，就能夠用壓線脅迫RJ-45頭了。將RJ-45頭從無牙的一側(cè)推入壓線鉗夾槽后,用力握緊線鉗(假如您的力氣不夠大,能夠運(yùn)用雙手一起壓),將突出在外面的針腳悉數(shù)壓入水晶并頭內(nèi)。 至此，這條網(wǎng)線的一端就算制造好了。因?yàn)閮H僅作好了跳線一端，所以這條網(wǎng)線還不能用，還需要制造跳線的別一端。 留意：另一端的線序依據(jù)所銜接設(shè)備的不同而有所不同。 常常運(yùn)用的跳線有兩種，即直通線（也能夠叫對(duì)對(duì)線）和穿插線（咱們常說的國標(biāo)線） 留意：兩端RJ-45頭中的線序擺放完全相同的網(wǎng)線，稱為直通線（Straight Cable 對(duì)對(duì)線)，即當(dāng)一端線序從左到右順次為白橙、橙、白綠、藍(lán)、白藍(lán)、綠、白棕、棕時(shí)，另一端線序從左到右依然順次為白橙、橙、白綠、藍(lán)、白藍(lán)、綠、白棕、棕。直通線通常只適用于計(jì)算機(jī)到集線設(shè)備的銜接?，F(xiàn)在大多數(shù)是用的國標(biāo)線接法。

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摘要：為了實(shí)現(xiàn)嵌入式以太網(wǎng)通信，使用以太網(wǎng)控制芯片DM9000A和單片機(jī)MSP430F5529，組成了嵌入式以太網(wǎng)接口，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)通信，其中單片機(jī)完成自身以及以太網(wǎng)控制芯片的初始化、數(shù)據(jù)的封包和收發(fā)控制，而DM9000A芯片負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的硬件構(gòu)成框圖和硬件設(shè)計(jì)，給出了實(shí)際的接口電路，重點(diǎn)描述了單片機(jī)和DM9000A芯片之間的軟件接口程序設(shè)計(jì)，并給出了網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的應(yīng)用方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該設(shè)計(jì)體積小、接口簡單、速度快、功耗低，具有很高的推廣價(jià)值。隨著嵌入式技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及以太網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，以太網(wǎng)接口在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，網(wǎng)絡(luò)化成為未來設(shè)備發(fā)展的一個(gè)重要方向，各種嵌入式設(shè)備已經(jīng)成功滲透到各個(gè)領(lǐng)域，并逐漸朝著網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方向發(fā)展。以太網(wǎng)以其在實(shí)時(shí)性、可靠性、標(biāo)準(zhǔn)化等方面的卓越性能及其便于安裝、維護(hù)簡單、不受通信距離限制等優(yōu)點(diǎn)，已發(fā)展成為一種成熟的技術(shù)。本文以MSP430F5529單片機(jī)和以太網(wǎng)控制器DM9000A為硬件組成，通過軟件編程，和上位機(jī)實(shí)現(xiàn)了UDP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通信。1 硬件設(shè)計(jì)DM9000A是DAVICOM公司推出的一款高速以太網(wǎng)接口芯片，是完全集成的和符合成本效益單芯片快速以太網(wǎng)MAC控制器，其被設(shè)計(jì)為低功耗、高處理性能，而其操作又非常簡單，具有通用的處理器接口，可以與多種處理器直接連接，數(shù)據(jù)總線寬度可設(shè)置為8 b和16 b，支持3．3 V和5 V電源模式。MSP430F5529單片機(jī)是TI公司的一款超低功耗單片機(jī)。該芯片采用低功耗設(shè)計(jì)，具有五種低功耗模式，從低功耗模式到喚醒模式的轉(zhuǎn)換時(shí)間小于6μs，其獨(dú)特的時(shí)鐘設(shè)計(jì)，每個(gè)時(shí)鐘都可以打開或關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整體功耗的控制。供電電壓范圍為1．8～3．6 V，具有強(qiáng)大的中斷功能，集成了較豐富的片內(nèi)外設(shè)和較多的I／O端口，提高了對(duì)外圍設(shè)備的開發(fā)能力。在本設(shè)計(jì)中，單片機(jī)MSP430F5529控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，以太網(wǎng)控制器DM9000A實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牡蛯庸δ?。單片機(jī)完成對(duì)DM9000A的初始化，并將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)按協(xié)議要求進(jìn)行以太網(wǎng)幀封裝，發(fā)送給DM9000A；以中斷的方式接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，并對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，對(duì)有用數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。DM9000A接收從單片機(jī)發(fā)送來的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)通過RJ45傳送到遠(yuǎn)程主機(jī)，并通過RJ45接收從遠(yuǎn)程主機(jī)發(fā)送來的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)初步解析后保存在緩存中，然后向單片機(jī)發(fā)出中斷信號(hào)，由單片機(jī)來完成對(duì)數(shù)據(jù)的讀取。系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。系統(tǒng)中單片機(jī)和以太網(wǎng)控制器都采用3．3 V來供電。單片機(jī)作為系統(tǒng)的主控芯片，和DM9000A之間采用8 b模式(將EECS腳接一個(gè)10 kΩ的上拉電阻)，使用P6端口和DM9000A的數(shù)據(jù)端口相連接，傳輸數(shù)據(jù)或地址數(shù)據(jù)，無需電平轉(zhuǎn)換；P1．0腳和CMD相連，為高時(shí)為數(shù)據(jù)讀／寫操作，為低時(shí)為地址讀／寫操作；P1．1腳和INT腳相連，作為單片機(jī)的數(shù)據(jù)讀取中斷信號(hào)；P1．2，P1．3腳分別和IOR腳、IOW腳相連，用于控制讀或?qū)懖僮?，低電平有效，即在信?hào)的上升沿進(jìn)行讀(IOR)寫(IOW)操作；P1．4腳和CS腳相連，作為DM9000A的片選信號(hào)。2 DM9000A芯片操作DM9000A的讀／寫操作與一般的異步存儲(chǔ)器相同，圖2和圖3分別顯示了DM9000A的讀／寫時(shí)序。

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摘要：設(shè)計(jì)了以ENC28J60 為核心的以太網(wǎng)接口實(shí)現(xiàn)方案，描述了該系統(tǒng)硬件架構(gòu)的設(shè)計(jì)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(duì)ENC28J60 與Atmega16 的SPI 通訊進(jìn)行了闡述。此方案不僅成本低， 而且可以實(shí)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。1 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(chǎng)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(dú)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(yuǎn)程通訊解決方案。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(dú)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(jī)制以對(duì)傳入數(shù)據(jù)包進(jìn)行限制。它還提供了一個(gè)內(nèi)部DMA 模塊， 以實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)吞吐和硬件支持的IP 校驗(yàn)和計(jì)算。與主控制器的通信通過兩個(gè)中斷引腳(INT和WOL)和SPI 腳(SO、SI、SCK、CS)實(shí)現(xiàn)， 數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)10Mb/s.兩個(gè)專用的引腳(LEDA、LEDB)用于連接LED, 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)狀態(tài)指示。圖1 所示為ENC28J60 的典型應(yīng)用電路。ENC28J60 由7 個(gè)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(qǐng)求時(shí)對(duì)RAM緩沖器的訪問進(jìn)行控制; 總線接口， 對(duì)通過SPI 接收的數(shù)據(jù)和命令進(jìn)行解析;MAC 模塊：實(shí)現(xiàn)符合IEEE 802.3 標(biāo)準(zhǔn)的MAC 邏輯; PHY 模塊， 對(duì)雙絞線上的模擬數(shù)據(jù)進(jìn)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(jì)利用ENC28J60 可以構(gòu)成不同功能的網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)， 如網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、帶Internet 功能的設(shè)備、遠(yuǎn)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(gè)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(shí)必須符合IEEE802.3 對(duì)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(hào)對(duì)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(jī)，它具有先進(jìn)的RISC(精簡指令集計(jì)算機(jī))結(jié)構(gòu)、16 kB 可編程Flash 存儲(chǔ)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(jìn)行高速的同步數(shù)據(jù)傳輸。本設(shè)計(jì)中ATmega16 SPI 配置為主機(jī)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(shí)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(shí)現(xiàn)與其的同步。SPI 時(shí)鐘由寫入到SPI 發(fā)送緩沖寄存器的數(shù)據(jù)啟動(dòng)， 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(shí)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(shí)接收到的數(shù)據(jù)傳送到接收緩沖寄存器， CPU 進(jìn)行右對(duì)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(gè)數(shù)據(jù)時(shí)， 即使ENC28J60 并不需要ATmega16 串行輸出的數(shù)據(jù)， 每讀取一個(gè)數(shù)據(jù)前都要向SPI 發(fā)送緩沖器寫一個(gè)數(shù)據(jù)以啟動(dòng)SPI 接口時(shí)鐘。由于SPI 系統(tǒng)的發(fā)送方向只有1 個(gè)緩沖器， 而在接收方向有2 個(gè)緩沖器， 所以在發(fā)送時(shí)一定要等到移位過程全部結(jié)束后， 才能對(duì)SPI 數(shù)據(jù)寄存器執(zhí)行寫操作; 而在接收數(shù)據(jù)時(shí)， 需要在下一個(gè)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(gè)數(shù)據(jù)丟失。

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我知道有兩種水晶頭制造規(guī)范?？墒俏疫@兒有個(gè)問題：假如僅僅我家里用，一根八芯網(wǎng)線，是不是有必要依照色彩次序來接水晶頭？假定我不依照規(guī)范來做，只需網(wǎng)線兩頭水晶頭色彩次序相同，咱們都知道網(wǎng)線水晶頭的做法有568A和568B兩種規(guī)范，即：568A規(guī)范：綠白，綠，橙白，藍(lán)，藍(lán)白，橙，棕白，棕568B規(guī)范：橙白，橙，綠白，藍(lán)，藍(lán)白，綠，棕白，棕相信不少人都有這樣的疑問，為什么做網(wǎng)線水晶頭有必要依照色彩次序呢，已然網(wǎng)線中的八根線都是銅導(dǎo)線，只需網(wǎng)線兩頭的水晶頭都依照同一種人為規(guī)范就能夠?qū)?，就能夠正常傳輸?shù)據(jù)，為什么假如不依照規(guī)則的一致規(guī)范，就會(huì)出現(xiàn)無法上網(wǎng)的狀況。一般網(wǎng)線真實(shí)起到上網(wǎng)效果的線序只要1.2.3.6，就算其他四根線沒接通相同都是能夠正常上網(wǎng)的。因?yàn)殡p絞線能夠起到抵消攪擾的效果，因而有必要挑選兩組雙絞線，為了一致規(guī)范，即挑選了橙白，橙和綠白，綠兩組雙絞線用作最高傳輸速率為10Mbps的數(shù)據(jù)傳輸，其他色彩線作為備用語音傳輸?shù)刃Ч?，正是因?yàn)檫@個(gè)原因，網(wǎng)線生產(chǎn)商在生產(chǎn)網(wǎng)線時(shí)候，會(huì)將橙白，橙，綠白，綠四種色彩線的性能做得比其他色彩線要好許多，具有更高的衰減與串?dāng)_的比值(ACR)和信噪比(Structural Return Loss)、更小的時(shí)延差錯(cuò)。一致網(wǎng)線水晶頭規(guī)范還可便于操作員在網(wǎng)絡(luò)工程中實(shí)施接線操作。所以這就是網(wǎng)線水晶頭接法有必要依照色彩次序的必要性。更多水晶頭相關(guān)搜索：水晶頭,ri45水晶頭,網(wǎng)線水晶頭，8p8c水晶頭,超5類水晶頭,六類水晶頭,超五類非屏蔽水晶頭,電腦水晶頭,超五類鍍金水晶頭,純銅水晶頭,五類純銅素材水晶頭,超五類屏蔽水晶頭,超五類3U水晶頭,CAT5E水晶頭,RJ45UTP水晶頭,六類水晶頭保護(hù)套,水晶頭膠套,電話線,2芯電話線,4芯電話線,6芯電話線,六類網(wǎng)線,六類屏蔽網(wǎng)線,電話聽筒線,曲線電話線,語音跳線,6P4C電話直線,方貝水晶頭,透明爪子護(hù)套,彩色水晶頭,萬兆水晶頭,千兆水晶頭