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摘要：设计了以ENC28J60 为核心的以太网接口实现方案，描述了该系统硬件架构的设计方法。在简要介绍了以太网控制器ENC28J60 的结构、功能、外围电路的基础上， 对ENC28J60 与Atmega16 的SPI 通讯进行了阐述。此方案不仅成本低， 而且可以实现500Kbps 以上的传输速率，满足了嵌入式系统的Internet 控制要求。1 引言随着Internet 的出现和以太网的迅速发展， 基于以太网的设备控制越来越多。目前市场上大部分以太网控制器采用的封装均超过80 引脚， 如RTL8019AS、DM9008、CS8900A 等。这些器件不仅结构复杂， 面积庞大， 且系统开销较大。近来， Microchip推出全球首枚28 引脚独立以太网控制器ENC28J60, 可为嵌入式系统提供低引脚数、低成本、精简的远程通讯解决方案。2 ENC28J60 网络接口体系结构ENC28J60 是带有行业标准串行外设接口(Serial PeripheralInterface, SPI)的独立以太网控制器。它符合IEEE 802.3 的全部规范， 采用了一系列包过滤机制以对传入数据包进行限制。它还提供了一个内部DMA 模块， 以实现快速数据吞吐和硬件支持的IP 校验和计算。与主控制器的通信通过两个中断引脚(INT和WOL)和SPI 脚(SO、SI、SCK、CS)实现， 数据传输速率高达10Mb/s.两个专用的引脚(LEDA、LEDB)用于连接LED, 进行网络活动状态指示。图1 所示为ENC28J60 的典型应用电路。ENC28J60 由7 个主要功能模块组成：SPI 接口， 充当主控制器和ENC28J60 之间通信通道; 控制寄存器， 用于控制和监视ENC28J60; 双端口RAM缓冲器， 用于接收和发送数据包; 判优器，当DMA、发送和接收模块发出请求时对RAM缓冲器的访问进行控制; 总线接口， 对通过SPI 接收的数据和命令进行解析;MAC 模块：实现符合IEEE 802.3 标准的MAC 逻辑; PHY 模块， 对双绞线上的模拟数据进行编码和译码。ENC28J60 还包括其他支持模块， 诸如振荡器、片内稳压器、电平变换器(提供可以接受5V 电压的I/O 引脚)和系统控制逻辑。根据以上说明， ENC28J60 应用于嵌入式网络接口是非常合适的， 有广阔的应用发展前景。3 ENC28J60 在嵌入式网络接口的应用3.1 硬件电路设计利用ENC28J60 可以构成不同功能的网络终端节点， 如网络服务器、带Internet 功能的设备、远程监控(数据采集， 诊断)设备等。图2 所示为基于ENC28J60 的嵌入式网络接口的硬件电路原理图。电路中有：2 个LED 状态指示灯主要用来显示网络连接状态， 包括PHY 是否冲突、连接是否建立、是否接收数据、连接速度、双工模式等; 必需的偏置电阻R3(2kΩ， 精度为1%);高速局域网电磁隔离模块(即RJ45 以太网接口)， 应用中，ENC28J60 的物理端口与隔离变压器HR901170A 连接时必须符合IEEE802.3 对物理层规范的要求， 如RJ45 的插孔与隔离变压器的间隔应尽量小， 输出和输入差分信号对的走线要有很好的隔离。电路中的主控制器采用Atmel 公司的ATmega16 单片机，它具有先进的RISC(精简指令集计算机)结构、16 kB 可编程Flash 存储器、512 B 的EEPROM和1 kB 片内SRAM, 具有丰富的外设接口， 其SPI 接口允许ATmega16 与外设进行高速的同步数据传输。本设计中ATmega16 SPI 配置为主机模式，ENC28J60 为从设备。ATmega16 的SPI 工作模式由CPOL、CPHA 设置， 根据ENC28J60 的SPI 读写时序， ATmega16 的SPI工作模式应设置为模式0.ATmega16 通过将ENC28J60 的CS引脚置低实现与其的同步。SPI 时钟由写入到SPI 发送缓冲寄存器的数据启动， SPI MOSI(PB5)引脚上的数据发送秩序由寄存器SPCR 的DORD 位控制， 置位时数据的LSB(最低位)首先发送， 否则数据的MSB(最高位)首先发送。我们选择先发送MSB,同时接收到的数据传送到接收缓冲寄存器， CPU 进行右对齐从接收缓冲器中读取接收到的数据。应该注意， 当需要从ENC28J60 中读取多个数据时， 即使ENC28J60 并不需要ATmega16 串行输出的数据， 每读取一个数据前都要向SPI 发送缓冲器写一个数据以启动SPI 接口时钟。由于SPI 系统的发送方向只有1 个缓冲器， 而在接收方向有2 个缓冲器， 所以在发送时一定要等到移位过程全部结束后， 才能对SPI 数据寄存器执行写操作; 而在接收数据时， 需要在下一个字节移位过程结束之前通过访问SPI 数据寄存器读取当前接收到的数据， 否则第1 个数据丢失。

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摘要：为了实现嵌入式以太网通信，使用以太网控制芯片DM9000A和单片机MSP430F5529，组成了嵌入式以太网接口，实现了网络通信，其中单片机完成自身以及以太网控制芯片的初始化、数据的封包和收发控制，而DM9000A芯片负责网络数据的发送和接收。详细介绍了系统的硬件构成框图和硬件设计，给出了实际的接口电路，重点描述了单片机和DM9000A芯片之间的软件接口程序设计，并给出了网络通信协议的应用方法。实验结果表明，该设计体积小、接口简单、速度快、功耗低，具有很高的推广价值。随着嵌入式技术和网络技术的发展及以太网的广泛应用，以太网接口在嵌入式系统中的应用越来越广泛，网络化成为未来设备发展的一个重要方向，各种嵌入式设备已经成功渗透到各个领域，并逐渐朝着网络化、智能化的方向发展。以太网以其在实时性、可靠性、标准化等方面的卓越性能及其便于安装、维护简单、不受通信距离限制等优点，已发展成为一种成熟的技术。本文以MSP430F5529单片机和以太网控制器DM9000A为硬件组成，通过软件编程，和上位机实现了UDP协议的网络通信。1 硬件设计DM9000A是DAVICOM公司推出的一款高速以太网接口芯片，是完全集成的和符合成本效益单芯片快速以太网MAC控制器，其被设计为低功耗、高处理性能，而其操作又非常简单，具有通用的处理器接口，可以与多种处理器直接连接，数据总线宽度可设置为8 b和16 b，支持3．3 V和5 V电源模式。MSP430F5529单片机是TI公司的一款超低功耗单片机。该芯片采用低功耗设计，具有五种低功耗模式，从低功耗模式到唤醒模式的转换时间小于6μs，其独特的时钟设计，每个时钟都可以打开或关闭，从而实现对整体功耗的控制。供电电压范围为1．8～3．6 V，具有强大的中断功能，集成了较丰富的片内外设和较多的I／O端口，提高了对外围设备的开发能力。在本设计中，单片机MSP430F5529控制整个系统的运行，以太网控制器DM9000A实现网络传输的低层功能。单片机完成对DM9000A的初始化，并将需要发送的数据按协议要求进行以太网帧封装，发送给DM9000A；以中断的方式接收网络数据，并对接收到的数据进行解析，对有用数据进行处理。DM9000A接收从单片机发送来的数据，将数据通过RJ45传送到远程主机，并通过RJ45接收从远程主机发送来的数据，将数据初步解析后保存在缓存中，然后向单片机发出中断信号，由单片机来完成对数据的读取。系统的硬件设计框图如图1所示。系统中单片机和以太网控制器都采用3．3 V来供电。单片机作为系统的主控芯片，和DM9000A之间采用8 b模式(将EECS脚接一个10 kΩ的上拉电阻)，使用P6端口和DM9000A的数据端口相连接，传输数据或地址数据，无需电平转换；P1．0脚和CMD相连，为高时为数据读／写操作，为低时为地址读／写操作；P1．1脚和INT脚相连，作为单片机的数据读取中断信号；P1．2，P1．3脚分别和IOR脚、IOW脚相连，用于控制读或写操作，低电平有效，即在信号的上升沿进行读(IOR)写(IOW)操作；P1．4脚和CS脚相连，作为DM9000A的片选信号。2 DM9000A芯片操作DM9000A的读／写操作与一般的异步存储器相同，图2和图3分别显示了DM9000A的读／写时序。

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我们在这里说的网线插座有叫做网线模块，一般是应用在室内墙壁上作为网线的插孔所用，现在家庭中使用的一般都是双绞线。而这种双绞线有分为T568B和T568A两种线序，信息模块端接入标准分T568A标准和T568B标准两种，我们的网线插座或者网线水晶头都只能在A和B中选择一种方式接线，若果一头接错就不会有反应。1、首先我们要将网线的外皮剥掉一部分，将里边的网线露出来，大概2cm，或者更长也是可以的；2、定好标准规则，把线头放入线槽中。T568B标准一般使用较多，在使用三类双绞线、五类双绞线、增强的五类双绞线的网络工程中一般遵循T568B的接线标准，在使用五类双绞线时，其传输速率可达到100Mbps；3、用工具把线用力的压下去，将其卡在模块里即可，并把多余的线头剪掉；4、然后把其他的线头都剪齐即可，这样一来墙壁网线插座接法就完成了。备注：T568A的接法：绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕白、棕；T568B的接法：橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕。有些网线是四根白色和曾绿蓝棕色线缠绕的，对于这种情况就需要留心每一组两根线发给好后在拆其他的线，不然如果搞混了的话你就不知道拿一根是白棕、白绿、白橙、白蓝。 2、在每次分离过后不要着急压线，要等所有的线路都防止号了过后再用打线钳逐一打线。 3、打线钳分为内侧外侧两种，外侧的较长，打下去之后会非常容易切掉外侧多余的线路，所以，如果在实用过程中不小心将外侧放在了网线插座的内侧就会裁断网线，所以应该注意。

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咱们用网线的人都知道网线一般分五类线、超五类、六类、超六类这几种，今天咱们要评论的是千兆网线，也是咱们在实践使用过程中容易忽略的一些问题。首要咱们要知道千兆网线和百兆网线有什么差异？最直观的，网线外面会有标明，标有CAT5E或许CAT6的是千兆网线，假设是CAT5就是百兆了。千兆网络至少要用超五类线，实践中主要用的是六类线。而五类网线一般是百兆网线。六类线的显着特点是线中心有个十字骨架，这样可以把四组先分隔。百兆网线线芯一般0.5毫米，六类千兆线要到达0.57毫米。百兆网线实践使用中一般通过四芯就可以通讯，千兆网络必定要八芯一同作业才可以通讯。其他还有，假设你有在用千兆设备，通过设备可以区别是百兆仍是千兆。如下图，每个网口都有左右两个绿灯，左边亮标明100M速率，右边亮标明10M的速率，两个都亮标明联接的是1000M的设备。当然，交换机、网线、跟交换机联接的设备都支撑1000M，这个1000M才会亮。其他一个留心点，假设你用千兆网线，必定要用千兆水晶头。这个许多人会忽略，觉得水晶头是相同的。其实是有差异的，如图：左边百兆，右边千兆。咱们可以看出来百兆和千兆在结构上也是有差异的吧。千兆网线做好检验的时分，必定要检验1-8号线全通，因为千兆网线1-8芯都作业。关于玩游戏常常掉线，查不出问题原因的，可以考虑下千兆线，还有就是丢包比较频频的，也有可能是网线原因。买房子新装修的，就直接上千兆吧，会省你往后许多费事的。