解读ENC28J60嵌入式网络接口电路

接线图 2023年01月06日 19:10 353 admin

　　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。

　　ENC28J60 在嵌入式网络接口的应用

　　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。

解读ENC28J60嵌入式网络接口电路第1张

　　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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