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环保数采仪安装调试交流第一篇：前言第二篇：常见工具与文档第三篇：数采仪硬件结构介绍第四篇：HJ/T212通讯协议介绍第五篇：设备现场安装调试第六篇：环保专题交流系统提纲第一篇：前言第二篇：常见工具与文档第三篇：数采仪硬件结构介绍第四篇：HJ/T212通讯协议介绍第五篇：设备现场安装调试第六篇：环保专题交流系统提纲行业标准HJ/T212-2005污染源在线自动监控（监测）传输标准多种类型的数据输入接口功能，基本配置：8AI 、4DI 、2DO、液晶屏显示、8路RS232/485(可扩展)。
系统为模块化结构设计，可方便扩展标准I/O口或电量采集集单元。
真彩TFT液晶触摸显示屏。
64M SDRAM，256M Flash，可选外部存储：SD卡及USB存储设备。
系统自带实时时钟，掉电自动计时功能，支持远程校时。
支持本地或远程参数设置。
支持下端多种设备的状态的采集以确保数据有效性审核，支持对下端仪器的在线反控，如：及时采样、周期采样、校零校满等。
RTDB实时数据库，可以支持用户自行开发，支持实时历史数据、分钟历史数据、小时历史数据、日历史数据存储1年，真正做到海量存储，很好完成了数据的可追溯性。
支持GPRS/CDMA/ADSL/PSTN/WLAN/短波电台等多种通讯方式，支持VPN专网接入。
GPRS/CDMA支持多中心传送。
内置300多种串口协议，与国内外主流在线仪器厂商实现无缝连接采集、传输一体化的设计，根据环境在线监控要求数据完整的特点，增加了“断点续传”真正确保了现场数据不丢失的传输到局方，避免局方平台提出历史数据的麻烦。
同时具备无线和有线的输出方式。
基于WEB的设置方法，现场使用更便利。
支持本地和远程升级，给运营提供便利。
增加现场断电记录查询，方便局方管理。
采用LINUX系统安全可靠，网络功能强大。
支持现场打印，清晰保留现场数据，方便现场取证。
支持污染物超限现场报警，并控制现场采样仪超标留洋，方便执法人员现场取证可选配“企业级污染源监控平台”，完成现场数据的接收、存储、入库，并可对现场设备进行远程控制，方便形成各类数据表现形式如帮图、曲线及各类报表。
W5100与MCU的连接方式W5100与MCU的连接方式主要有直接总线连接、间接总线连接、SPI总线连接这三种连接方法，不同的连接方法适应于不同的场合，应该按需选择最恰当的连接方式。
1）直接总线连接：直接总线连接方式是最直观的一种连接方式，它采用15位地址线，8位数据线，另加/CS，/RD，/WR 及/INT等信号线。
如图1所示：图1：W5100与MCU直接总线接口方式2）间接总线连接：采用2位地址线，8位数据线，另加/CS,/RD,/WR及/INT等信号线。
2~14这十三根没用到的地址线通过电阻接地。
如图2所示：图2：W5100 与MCU 间接总线接口方式间接总线接口相关的寄存器说明如表1所示：读/写内部寄存器或存储器的过程：∙将要读写的地址写入到IDM_AR0和IDM_AR1寄存器∙再从IDM_DR寄存器读写数据如果要对某个地址的顺序读写,则可以将模式寄存器MR的AI置“1”,然后执行一次上述第1项后,再读IDM_DR,IDM_AR的值将自动加1。
这样,只需要连续对IDM_DR读写,数据就可以连续地读出或写入。
MCU与W5100以间接总线方式接口时应注意：∙W5100的SEN引脚必须通过一个10K的电阻接地，选择W5100的总线接口方式。
∙W5100的SCLK、SCS、MOSI和MISO四根信号线可以悬空，只使用D0~D7，A0/A1及CS，WR，RD，A2~A14短路连接后通过一个10K的电阻接地。
∙W5100的INT引脚是中断输出，MCU需要根据该信号来判断W5100的工作状态。
∙LINKLED是W5100输出的以太网物理层的信号，MCU需要根据该信号判断以太网的联接是否正常。
该信号一般需要上拉输入到MCU。
W5100的SPDLED，FDXLED，COLLED可以根据需要选择是否需要输入到MCU。
3）SPI总线接口方式：串行接口模式只需要4个引脚进行数据通信。
这4个引脚的定义分别为：SCLK，/SS，MOSI，MISO。
W5100 Layout Guide1. GoalMake a low noise and stable environment for W5100 working.Reduce the possibility of EMI, EMC.Make a better circuit for W5100 by simplifying the signal trace.Figure 1Block A and B may be better placed as close to magnetic as possible. Let the trace between W5100 and magnetic as short as possible, and keep the Tx+/-(So as Rx+/-) signal traces to be symmetry. The traces should not be too long and 12cm will be the maximum of path’s length. Besides, the distance between RJ-45 and magnetic should be as short as possible.Crystal shouldn’t be placed close to Input /Output ports, edge of PCB board and magnetic devices. The most important thing is that crystal should not be placed close to high-frequency devices or traces, such as MII interface signals, Tx+/-, Rx+/- and Power signals.3. Power and Ground PlaneIt is better that do not try to partition GND at all.No power and GND planes can be underneath the isolated area for the RJ-45 connector and magnetic. Also RJ-45 connector has its isolated GND (Chassis GND) to connect to RJ-45’s case.Try to keep the GND plane as large as possible.4. Trace RoutingAvoid right angle signal trace:For Tx+/−, Rx+/− traces:Avoid signal noise or loss on these traces.Tx+ & Tx- should be equal length to each other. Rx+ & Rx- should be equal length to each other.The line width and distance between Tx+/− and Rx+/− :TXOP TXONRXIPRXINLLD : Line width is as wide as possible in the range of (6mil ~ 12 mil), ex: 8mil. L : Width between differential pair should be small, ex: 4mil.W : Isolation width between TX+/- and RX+/- is as wide as possible, ex: 30mil.GND used as isolation is recommended.K : Isolation width between TX/RX and noisy signal/power is as wide as possible,ex: 30mil. GND used as isolation is recommended.For W & K need better isolation, ex: shielding with GND.Try to avoid via for TX+/-, RX+/- traces. Via will degrade signal quality.Try to avoid digital signals (like Clocks or MII signal traces) interfere with analog signals(like Tx+/-, Rx+/- traces) and power lines. Never running noisy digital signals in parallel with TX+/- and RX+/-.The traces of power, ground, and those need de-couple cap should be shorter and wider.For some critical signals, clock and the other high speed signal traces should be as short and wide as possible. (Surely that is compared with normal signal traces.) And it’s better having the GND plane under them, and it is even better with the GND plane around it.De-couple cap should be placed as close to IC as possible, and the traces should be short.Try to keep the distance between Tx+/- & Rx+/- differential pairs for good isolation.When these two pair of traces run together in parallel, don’t place them too close for unwanted interference. Shielding by GND planes can get a better isolation to these two differential pairs.The signal trace length difference between Tx+ and Tx- (Same as Rx+ and Rx-) should be kept as small as possible, better within 1 inch.5. For better analog performanceBoth Analog GND pins and Digital GND pins must maintain a good GND return path.One GND plane is recommended.When using 25MHz crystal as clock source, the spec of crystal is better under 50ppm 6. ESD ProtectingFor ESD protection, we suggest to keep a distance(D) at least 80 mil for good isolation, which avoid ESD energy jumping by traces nearby IC. (See Figure 1)。
W5100 数据手册Version 1.1.8谢氏电子2009-03谢氏电子在线技术支持如果你有技术或产品方面的问题，请访问深圳谢氏电子网站：http://www.cise.hk电话：+86-755-88823277传真：+86-755-83343747简介W5100 是一款多功能的单片网络接口芯片，内部集成有10/100 以太网控制器，主要应用于高集成、高稳定、高性能和低成本的嵌入式系统中。
使用W5100 可以实现没有操作系统的Internet 连接。
W5100 与IEEE802.3 10BASE-T 和802.3u 100BASE-TX 兼容。
W5100 内部集成了全硬件的、且经过多年市场验证的TCP/IP 协议栈、以太网介质传输层（MAC） 和物理层（PHY）。
硬件TCP/IP 协议栈支持TCP，UDP，IPv4，ICMP，ARP，IGMP 和PPPoE，这些协议已经在很多领域经过了多年的验证。
W5100 内部还集成有16KB 存储器用于数据传输。
使用W5100 不需要考虑以太网的控制，只需要进行简单的端口（Socket）编程。
W5100 提供3 种接口：直接并行总线、间接并行总线和SPI 总线。
W5100 与MCU 接口非常简单，就像访问外部存储器一样。
特点：结构图z 支持硬件化TCP/IP 协议：TCP，UDP，ICMP，IPv4 ARP，IGMP，PPPoE ，以太网z 内嵌10BaseT/100BaseTX 以太网物理层z 支持自动通信握手（全双工和半双工）z 支持自动MDI/MDIX，自动校正信号极性z 支持ADSL 连接（支持PPPoE 协议中的PAP/CHAP 认证模式）z 支持4 个独立端口同时运行z 不支持IP 的分片处理z 内部16KB 存储器用于数据发送/接收缓存0.18µm CMOS 工艺3.3V 工作电压，I/O 口可承受5V 电压80 脚LQFP 小型封装z 环保无铅封装z 支持SPI 接口（SPI 模式0）z 多功能LED 信号输出（TX、RX、全双工/半双工、地址冲突、连接、速度等）1. 管脚定义1.1 MCU 接口信号符号 管脚 I/O 说明/RESET 59 I 复置输入，低电平有效低电平初始化或重新初始化W5100低电平持续时间不小于2µs，所有内部寄存器均置为默认状态ADDR[14～0]38，39，40，41，42，45，46，47，48，49，50，51，52，53，54I 地址总线这些引脚用来选择寄存器或存储器，地址总线内部下拉为低电平DATA[7-0] 19，20，21，22，23，24，25，26I/O 数据总线这些引脚用来读/写W5100 内部寄存或存储器谢氏电子http://www.cise.hk/CS 55 I 片选，低电平有效片选是用于MCU 访问W5100 内部寄存器或存储器，/WR 和/RD 选择数据传输方向/INT 56 O 中断输出，低电平有效当W5100 在端口(Socket)产生连接、断开、接收数据、数据发送完成以及通信超时等条件下，该引脚输出信号以指示MCU 。
中断将在写入中断寄存器IR(中断寄存器)或Sn_IR(端口n 的中断寄存器)时自动解除。
所有中断都可以屏蔽 /WR 57 I 写使能，低电平有效MCU 发出信号写W5100 内部寄存器或存储器，访问地址由A[14～0]选择。
数据在该信号的上升沿锁存到W5100/RD 58 I 读使能，低电平有效MCU 发出信号读W5100 内部寄存器或存储器，访问地址由A[14～0]选择SEN 31 I SPI 接口使能该引脚选择允许/禁止SPI 模式低电平=禁止SPI 模式高电平=允许SPI 模式如果不使用SPI 模式，将该引脚接地 SCLK 30I SPI 时钟该引脚用于SPI 时钟输入/SCS 29 I SPI 从模式选择该引脚用于SPI 从模式选择输入，低电平有效 MOSI 28 I SPI 主输出/从输入该引脚用于SPI 的MOSI 信号 MISO 27 O SPI 主输入/从输出该引脚用于SPI 的MISO 信号1.2 以太网物理层信号符号管脚 I/O 说明RXIP 5 I RXIP/RXIN 信号组在RXIP/RXIN 信号组接收到从介质传输来的差分数据信号RXIN 6ITXOP 8 O TXOP/TXON 信号组通过TXOP/TXON 信号组向介质传输差分数据信号 TXON 9 O RSET_BG1O 物理层片外电阻连接一个12.3k±1% 的电阻到地OPMODE2-0 65，64，63 I 运行控制模式[2:0] 描述000 自动握手001 100 BASE-TX FDX/HDX 自动握手010 10 BASE-T FDX/HDX 自动握手011 保留100 手动选择100 BASE-TX FDX 101 手动选择100 BASE-TX HDX 110 手动选择10 BASE-TX FDX 111 手动选择10 BASE-TX HDX1.3 其他符号 引脚 I/O 说明TEST_MODE 3-0 34，35，36，37 I W5100 模式选择通用模式：0000 。
其它模式作内部测试用NC 3 ，60 ，61 ，62，78，79，80I/O NC 厂家测试用，用户不使用 1.4 电源符号 引脚 I/O 说明VCC3V3A 2 P 3.3V 模拟系统电源VCC3V3D 12，18，44 P 3.3V 数字系统电源VCC1V8A 7，74 P 1.8V 模拟系统电源VCC1V8D 15，16，33，69 P 1.8V 数字系统电源GNDA 4，10，77 P 模拟电源地GNDD 13，14，17，32 43，68 P 数字电源地V18 11 O 1.8v 电压输出1时钟信号2 LED 信号符号 引脚 I/O 说明XTLP 76 I 25MHz 晶体输入/输出外接25MHz 晶体以稳定内部振荡电路如果使用外部振荡信号，信号连接到XTLN ，而XTLP 断开，振荡信号的幅度为1.8V XTLN 75 II/O 说明符号 引脚LINKLED 66 O 连接LED 指示低电平表示10/100M 连接状态正常当连接正常时输出低电平，而在TX/RX 状态时将闪烁SPDLED 67 O 连接速度LED 指示低电平表示连接速度为100MbpsFDXLED 70 O 全双工LED 指示低电平表示全双工模式COLLED 71 O IP 地址冲突LED 指示低电平表示网络IP 地址冲突RXLED 72 O 接收状态LED 指示低电平表示当前接收数据TXLED 73 O 发送状态LED 指示低电平表示当前发送数据2. 存储器映像W5100 内含公共寄存器，端口寄存器，发送存储器以及接收存储器，如下图所示。
0x00000x00300x04000x08000x40000x60000x8000谢氏电子http://www.cise.hk3. W5100 寄存器3.1 公共寄存器3.2 端口寄存器地址 寄存器0x0000 模式（MR）0x0001 0x0002 0x0003 0x0004 网关地址(GAR0) (GAR1) (GAR2) (GAR3)0x0005 0x0006 0x0007 0x0008 子网掩码地址(SUBR0) (SUBR1) (SUBR2) (SUBR3)0x0009 0x000A 0x000B 0x000C 0x000D0x000E 本机硬件地址(SHAR0) (SHAR1) (SHAR2) (SHAR3) (SHAR4) (SHAR5)0x000F 0x0010 0x0011 0x0012 本机IP 地址(SIPR0) (SIPR1) (SIPR2) (SIPR3)0x0013保留地址0x00140x0015 中断(IR)0x0016 中断屏蔽(IMR)0x0017 0x0018 重发时间(RTR0) (RTR1)0x0019 重发计数(RCR)地址 寄存器0x001A (RMSR)接收存储器大小0x001B (TMSR) 发送存储器大小0x001C 0x001D PPPoE 模式下的认证类型(PATR0) (PATR1)0x001E ~ 0x0027 保留0x0028 (PTIMER)PPP LCP 请求定时器0x0029 (PMAGIC)PPP LCP 魔数值0x002A 0x002B 0x002C 0x002D 不能达到IP 地址(UIPR0) (UIPR1) (UIPR2) (UIPR3)0x002E 0x002F 不能达到的端口地址(UPORT0) (UPORT1)0x0030 ~ 0x03FF 保留谢氏电子http://www.cise.hk端口0： 端口1： 端口2： 端口3：地址 寄存器0x0400 端口0 模式(S0_MR)0x0401 端口0 命令(S0_CR)0x0402 端口0 中断(S0_IR)0x0403 端口0 状态(S0_SSR)0x0404 0x0405 端口0 的端口号(S0_PORT0) (S0_PORT1)0x0406 0x0407 0x0408 0x0409 0x040A 0x040B 端口0 的目的物理地址(S0_DHAR0) (S0_DHAR1) (S0_DHAR2) (S0_DHAR3) (S0_DHAR4) (S0_DHAR5)0x040C 0x040D 0x040E 0x040F 端口0 的目的IP 地址(S0_DIPR0) (S0_DIPR1) (S0_DIPR2) (S0_DIPR3)0x0410 0x0411 端口0 的目的端口号(S0_DPORT0) (S0_DPORT1)0x0412 0x0413 端口0 的最大分片字节数(S0_MSSR0) (S0_MSSR1)0x0414 IP RAW 模式下端口0 的协议(S0_PROTO)地址 寄存器0x0415 端口0 的IP TOS (S0_TOS)0x0416 端口0 的数据包生存期(S0_TTL)0x0417 ～0x041F 保留0x0420 0x0421 端口0 的发送存储器剩余空间(S0_TX_FSR0) (S0_TX_FSR1)0x0422 0x0423 端口0 的发送存储器读指针(S0_TX_RD0) (S0_TX_RD1)0x0424 0x0425 端口0 的发送存储器写指针S0_TX_WR0) S0_TX_WR1)0x0426 0x0427 端口0 的接收数据大小(S0_RX_RSR0) (S0_RX_RSR1)0x0428 0x0429 端口0 的接收存储器读指针(S0_RX_RD0) (S0_RX_RD1)0x042A 0x042B 保留0x042C～0x04FF 保留谢氏电子http://www.cise.hk地址 寄存器0x0500 端口1 模式(S1_MR)0x0501 端口1 命令(S1_CR)0x0502 端口1 中断(S1_IR)0x0503 端口1 状态(S1_SSR)0x0504 0x0505 端口1 的端口号(S1_PORT0) (S1_PORT1)0x0506 0x0507 0x0508 0x0509 0x050A 0x050B 端口1 的目的物理地址(S1_DHAR0) (S1_DHAR1) (S1_DHAR2) (S1_DHAR3) (S1_DHAR4) (S1_DHAR5)0x050C 0x050D 0x050E 0x050F 端口1 的目的IP 地址(S1_DIPR0) (S1_DIPR1) (S1_DIPR2) (S1_DIPR3)0x0510 0x0511 端口1 的目的端口号(S1_DPORT0) (S1_DPORT1)0x0512 0x0513 端口1 的最大分片字节数(S1_MSSR0) (S1_MSSR1)0x0514 IP RAW 模式下端口1 的协议(S1_PROTO)地址 寄存器0x0515 端口1 的IP TOS (S1_TOS)0x0516 端口1 的数据包生存期(S1_TTL)0x0517 ~ 0x051F 保留0x0520 0x0521 端口1 的发送存储器剩余空间(S1_TX_FSR0) (S1_TX_FSR1)0x0522 0x0523 端口1 的发送存储器读指针(S1_TX_RD0) (S1_TX_RD1)0x0524 0x0525 端口1 的发送存储器写指针(S1_TX_WR0) (S1_TX_WR1)0x0526 0x0527 端口1 的接收数据大小(S1_RX_RSR0) (S1_RX_RSR1)0x0528 0x0529 端口1 的接收存储读指针(S1_RX_RD0) (S1_RX_RD1)0x052A 0x052B 保留0x052C ~ 0x052FF 保留谢氏电子http://www.cise.hk地址 寄存器说明0x0600 端口2 模式(S2_MR)0x0601 端口2 指令(S2_CR)0x0602 端口2 中断(S2_IR)0x0603 端口2 状态(S2_SSR)0x0604 0x0605 端口2 的端口号(S2_PORT0) (S2_PORT1)0x0606 0x0607 0x0608 0x0609 0x060A 0x060B 端口2 的目的物理地址(S2_DHAR0) (S2_DHAR1) (S2_DHAR2) (S2_DHAR3) (S2_DHAR4) (S2_DHAR5)0x060C 0x060D 0x060E 0x060F 端口2 的目的IP 地址(S2_DIPR0) (S2_DIPR1) (S2_DIPR2) (S2_DIPR3)0x0610 0x0611 端口2 的目的端口号(S2_DPORT0) (S2_DPORT1)0x0612 0x0613 端口2 的最大分片字节数(S2_MSSR0) (S2_MSSR1)0x0514 IP RAW 模式下端口2 的协议(S2_PROTO)地址 寄存器说明0x0615 端口2 的 IP TOS (S2_TOS)0x0616 端口2 数据包生存期(S2_TTL)0x0617 ~ 0x061F 保留0x0620 0x0621 端口2 的发送存储器剩余空间(S2_TX_FSR0) (S2_TX_FSR1)0x0622 0x0623 端口2 的发送存储器读指针(S2_TX_RD0) (S2_TX_RD1)0x0624 0x0625 端口2 的发送存储器写指针(S2_TX_WR0) (S2_TX_WR1)0x0626 0x0627 端口2 的接收数据大小(S2_RX_RSR0) (S2_RX_RSR1)0x0628 0x0629 端口2 的接收存储读指针(S2_RX_RD0) (S2_RX_RD1)0x062A 0x062B 保留0x062C ~ 0x062FF 保留谢氏电子http://www.cise.hk地址 寄存器0x0700 端口3 模式(S3_MR)0x0701 端口3 指令(S3_CR)0x0702 端口3 中断(S3_IR)0x0703 端口3 状态(S3_SSR)0x0704 0x0705 端口3 的端口号(S3_PORT0) (S3_PORT1)0x0706 0x0707 0x0708 0x0709 0x070A 0x070B 端口3 的目的物理地址(S3_DHAR0) (S3_DHAR1) (S3_DHAR2) (S3_DHAR3) (S3_DHAR4) (S3_DHAR5)0x070C 0x070D 0x070E 0x070F 端口3 的目的IP 地址(S3_DIPR0) (S3_DIPR1) (S3_DIPR2) (S3_DIPR3)0x0710 0x0711 端口3 的目的端口号(S3_DPORT0) (S3_DPORT1)0x0712 0x0713 端口3 的最大分片字节数(S3_MSSR0) (S3_MSSR1)0x0714 IP RAW 模式下端口3 的协议(S3_PROTO)地址 寄存器0x0715 端口3 的 IP TOS (S3_TOS)0x0716 端口3 数据包生存期(S3_TTL)0x0717 ~ 0x071F 保留0x0720 0x0721 端口3 的发送存储器剩余空间(S3_TX_FSR0) (S3_TX_FSR1)0x0722 0x0723 端口3 的发送存储器读指针(S3_TX_RD0) (S3_TX_RD1)0x0724 0x0725 端口3 发送存储器写指针(S3_TX_WR0) (S3_TX_WR1)0x0726 0x0727 端口3 接收数据大小(S3_RX_RSR0) (S3_RX_RSR1)0x0728 0x0729 端口3 的接收存储器读指针(S3_RX_RD0) (S3_RX_RD1)0x072A 0x072B 保留0x072C ~ 0x072FF 保留谢氏电子http://www.cise.hk4. 寄存器功能描述4.1 通用寄存器MR（模式寄存器）[R/W] [0x0000] [0x00] 该寄存器用于软件复位、Ping 关闭模式、PPPoE 模式以及间接总线接口。
