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前言随着Internet的普及和以太网的迅速发展, 基于以太网的设备控制越来越多。
加之电子技术的飞快发展,各种工业过程数字仪表应运而生。
以太网是目前应用非常广泛的网络通信技术，它具有丰富而完善的通讯协议,支持现场设备的热拔插, 提高系统运行的稳定性和抗干扰性, 安装、维护成本低。
用以太网实现嵌入式系统的网络连接有多种方案,传统的多器件以太网连接解决方案，是通过MCU扩展以太网控制器来实现的,必要时还需要扩展外部RAM和ROM,虽然这个计划中的应用还不是很困难,但有大量的外部元件,系统开销较大, 它以ATmega16单片机和带芯片ENC28J60和集成网络变压器的接口模块HR91105为核心。
分析了ATmega16的功能和特点，介绍ENC28J60芯片的结构特性和主要性能，并给出了接口的硬件设计和软件设计方案。
在此基础上。
这个方案不仅成本低，而且能实现500Kbps以上的传输速率，满足了嵌入式系统的Internet 控制要求。
但设计师在为远程控制或监控系统提供以太网接入时,可选的以太网控制器均是专为个人计算系统设计的,那些超过80引脚封装的以太网控制器大量运用于上述情况,这些器件不仅结构复杂, 面积庞大, 且系统开销较大。
无法很好地满足嵌入式网络应用系统。
在测控领域，以单片机为核心符合IEEE802.3协议的ENC28J60只有28引脚,却具有早期器件相应的功能,满足系统设计的要求，ENC28J60以太网控制器采用业界标准的RJ45串行接口,只需4条连线即可与主控单片机连接,使得嵌入式应用系统的以太网接口变得极其简便。
不过到目前为止,基ENC28J60以太网应用却不是很多。
在测控领域，以单片机为核心的各种智能监控、测试系统因其高性价比等原因正得到越来越广泛的应用。
本项研究的目的是要利用ENC28J60在ATmega16+ENC28J60平台上实现以太网通信。
对于没有开放总线的单片机,虽然有可能是其他以太网控制器连接模拟并行总线,但不管从效率还是性能上来看,都不如用RJ45接口或采用一个通用I/O口模拟RJ45接口连接ENC28J60的方案。
基于单片机的网络接入模块的设计与实现
岩淑霞
【期刊名称】《机电工程技术》
【年(卷),期】2013(000)008
【摘要】提出了Philips P89C669单片机嵌入PPPoE协议拨号接入互联网的设计与实现方法。
分析了硬件部分电路和网络接口芯片的驱动、PPPoE协议的剪裁及实现方法。
给出了该系统拨号接入互联网并实现通信过程被监控的电路连接方案，最后给出了系统通信过程的数据监控实验结果。
【总页数】4页(P111-114)
【作者】岩淑霞
【作者单位】健雄职业技术学院电气工程学院，江苏太仓 215400
【正文语种】中文
【中图分类】TP393
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1.基于单片机的以太网络接入系统的实现及网络性能分析 [J], 刘康;王宣银
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STM32以太网硬件设计——PHYSTM32以太网硬件设计——PHYOSI 的7 层基准模型中PHY 属于第一层——物理层。
PHY是数据链路层的媒体访问控制部分和媒体的接口。
PHY 对所有传输的数据只是进行编码转化，没有对有效数据信号进行任何分析或改变，但是MAC 所有的数据传输都必须经过PHY 发送和接收才能传输到目标MAC。
PHY 还可以完成连接判断，自动协商以及冲突检测。
MAC 可以通过修改PHY 的寄存器完成对自动协商的监控，当然也可以读取PHY 的寄存器来判断PHY 的状态。
一. PHY寄存器IEEE802.3标准中定义了PHY的基本寄存器，寄存器偏移00h ~ 0fh。
其中最重要的就是 BCR（BasicControl Register, offset: 00h），BSR（Basic Status Register, offset: 01h）。
MAC通过SMI接口访问BCR来控制PHY的工作模式，也可以通过访问BSR来得知PHY的工作状态。
需要注意的是，有时PHY的工作速率和工作模式不一定是通过访问BSR来得到的，因此在使用STM32 MAC外设与不同的PHY通讯时，可能需要修改寄存器定义。
以下是ST所提供的驱动中关于PHY寄存器的定义（节选自stm32f4xx_hal_conf.h）。
/* Section 3: Common PHY Registers */#define PHY_BCR ((uint16_t)0x00) /*!< Transceiver Basic Control Register */#define PHY_BSR ((uint16_t)0x01) /*!< Transceiver Basic Status Register */#define PHY_RESET ((uint16_t)0x8000) /*!< PHY Reset */#define PHY_LOOPBACK ((uint16_t)0x4000) /*!< Select loop-back mode */#define PHY_RESTART_AUTONEGOTIATION ((uint16_t)0x0200) /*!< Restart auto-negotiation function */ #define PHY_POWERDOWN ((uint16_t)0x0800) /*!< Select the power down mode */#define PHY_AUTONEGO_COMPLETE ((uint16_t)0x0020) /*!< Auto-Negotiation processcompleted *//* Section 4: Extended PHY Registers */#define PHY_SR ((uint16_t)0x10) /*!< PHY status register Offset */#define PHY_LINK_STATUS ((uint16_t)0x0001) /*!< PHY Link mask */#define PHY_SPEED_STATUS ((uint16_t)0x0002) /*!< PHY Speed mask */#define PHY_DUPLEX_STATUS ((uint16_t)0x0004) /*!< PHY Duplex mask */二．PHY AutoStrapping现在的多数PHY都具有AutoStrapping功能，即可以在硬件设计时，通过上下拉电阻设定某些引脚的电平，PHY复位后自动将引脚电平读入指定的寄存器标志位，以相应的方式工作。
基于STM32的以太网通信模块设计引言以太网通信是当今许多嵌入式系统中不可或缺的一部分。
它提供了快速、安全和可靠的数据传输方式，使得设备能够与其他设备或云服务进行通信。
STM32是常用的嵌入式系统开发板，具有强大的处理能力和丰富的外设接口，非常适合用于以太网通信模块的设计。
本文将介绍如何基于STM32设计一个简单的以太网通信模块。
1.系统架构设计在设计以太网通信模块之前，首先需要了解整个系统的架构。
一般来说，以太网通信模块由硬件和软件两部分组成。
硬件部分主要包括STM32开发板和以太网PHY芯片。
以太网PHY芯片负责将数字信号转换为模拟信号，并通过以太网接口与外部网络连接。
STM32开发板通过接口与PHY芯片进行通信，并负责处理网络数据的收发。
软件部分主要包括驱动程序和网络协议栈。
驱动程序负责与PHY芯片进行通信，控制数据的收发。
网络协议栈实现了TCP/IP协议栈，包括IP、TCP和UDP等协议。
它负责处理数据包的组装和解析，以及网络连接的建立和断开。
2.硬件设计硬件设计主要涉及PHY芯片与STM32开发板之间的连接和接口配置。
PHY芯片通常使用RMII（Reduced Media Independent Interface）接口与STM32开发板连接。
在STM32上配置相应的引脚和寄存器，使其与PHY芯片进行通信。
为了方便调试和监测网络状态，可以在硬件设计中添加LED指示灯，显示网络连接状态。
3.软件设计软件设计主要涉及驱动程序和网络协议栈的开发。
驱动程序可以使用STM32的标准外设库进行开发。
根据PHY芯片的型号和通信接口，编写相应的驱动程序，实现数据的发送和接收。
网络协议栈可以使用第三方库，如lwIP（Lightweight IP）等。
lwIP是一个开源的TCP/IP协议栈，提供了各种网络协议的实现，支持多种硬件平台。
在软件设计时，需要根据具体需求配置网络协议栈的参数，如IP地址、子网掩码、默认网关等。
单片机以太网接口的实现
尹良勇;施文康;庄燕子
【期刊名称】《电子器件》
【年(卷),期】2005(028)003
【摘要】介绍了单片机控制网卡的硬件设计,并详细介绍了网卡RTL8019AS的工作原理,给出了驱动程序的编写方法.讨论了TCP/IP协议,作为实例,较为详细地描述了网络命令PING的实现.
【总页数】5页(P584-588)
【作者】尹良勇;施文康;庄燕子
【作者单位】上海交通大学电信学院信息检测与仪器,上海,200030;上海交通大学电信学院信息检测与仪器,上海,200030;上海交通大学电信学院信息检测与仪器,上海,200030
【正文语种】中文
【中图分类】TP368
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以太网接口EMC设计方案一、接口概述RJ45以太网接口是现在应用最广泛通讯设备接口, 以太网口电磁兼容性能关系到通讯设备稳定运行。
赛盛技术应用电磁兼容设计平台（EDP）软件从接口原理图、结构设计, 线缆设计三个方面来设计以太网口EMC设计方案。
二、接口电路原理图EMC设计本方案由电磁兼容设计平台（EDP）软件自动生成百兆以太网接口2KV防雷滤波设计图1 百兆以太网接口2KV防雷滤波设计接口电路设计概述:本方案从EMC原理上, 进行了相关抑制干扰和抗敏感度设计; 从设计层次处理EMC问题; 同时此电路兼容了百兆以太网接口防雷设计。
本防雷电路设计可经过IEC61000-4-5或GB17626.5标准, 共模2KV, 差摸1KV非屏蔽平衡信号接口防雷测试。
电路EMC设计说明:（1）电路滤波设计关键点:为了抑制RJ45接口经过电缆带出共模干扰, 提议设计过程中将常规网络变压器改为接口带有共模抑制作用网络变压器, 此种变压器示意图以下。
图2 带有共模抑制作用网络变压器RJ45接口NC空余针脚一定要采取BOB-smith电路设计, 以达成信号阻抗匹配, 抑制对外干扰作用, 经过测试, BOB-smith电路能有10个dB左右抑制干扰效果。
网络变压器即使带有隔离作用, 不过因为变压器首次级线圈之间存在着多个pF分布电容; 为了提升变压器隔离作用, 提议在变压器次级电路上增加对地滤波电容, 如电路图上C4-C7, 此电容取值5Pf~10pF。
在变压器驱动电源电路上, 增加LC型滤波, 抑制电源系统带来干扰, 如电路图上L1、C1、C2、C3, L1采取磁珠, 经典值为600Ω/100MHz, 电容取值0.01µF~0.1µF。
百兆以太网设计中, 假如在不影响通讯质量情况, 合适减低网络驱动电压电平, 对于EMC干扰抑制会有一定帮助; 也能够在变压器次级发送端和接收端差分线上串加10Ω电阻来抑制干扰。
理论探讨235作者简介：王忠意（1997— ），男，汉族，四川自贡人。
主要研究方向：电子信息工程。
近几年来，基于网络的控制系统发展迅速，从基于模拟信号的控制系统发展到智能化的现场总线系统，大大促进了工业自动化的发展。
近几年来，随着互联网技术的深入发展，现场总线技术收到了各类科研人员的青睐，纷纷展开系列研究，实现了从现场控制层到管理层的无缝信息集成，为人们提供了一个既全面又开放的基本架构。
为此，本文就基于单片机的以太网嵌入式控制器设计进行了详细分析。
一、基于单片机的以太网嵌入式控制器的硬件设计如上图所示，5V直流供电器对电路板进行供电，电路板集成了24C256EEPROM芯片、SX52BD微处理器、RS-232接口、RS-485接口、RJ-45以太网接口、以太网控制芯片、网页内容下载debug接口。
24C256EEPROM芯片可以用于存储图像文件、web页面以及pdf文档；SX52BD是核心芯片，用于控制以太网控制芯片，实现网络接入此外，还可以通过编程实现对通信电路类型的选择。
本文控制器设计的优势在于用简单硬件架构一个应用平台，降低硬件成本支出，将节省的成本用于复杂软件的开发上，实现资源利用最大化。
此外，该设计方案中的I/O接口还可以进行自由扩展与支配，将经常需要修改的实时数据或者参数放在SRAM中，将应用程序放在EEPROM或者Flash RAM中，用I/O采集到的接口硬件电路与总线进行连接。
在本文中，微处理器选择的是SX52BD，该控制器可以进行配置，操作频率高，运行速度快、I/O特性灵活，可以用软件模块替代硬件设备实现实时功能，可以通过并口或串口对芯片进行在线编程和调试。
基于SX52BD的嵌入式控制器主要单元电路设计思路为：①执行器开关电路用SX52BD进行控制，既要保证电器电路的执行元件可以被电路控制信号控制，又要保证电子电路与人身安全。
②用以太网接口实现嵌入式设备与以太网网络控制系统的无缝接入。
如今，以太网技术不仅已遍布商业企业办公室和家庭中， 还以各种形式出现在仪器仪表及数据采集和控制设备中。
基于以太网的新技术和联网设备不断出现，以太网已经成为事实上最常用的网络标准之一。
在电子设备日趋网络化的背景下，如果一个嵌入式系统没有以太网接口，其价值将大打折扣。
嵌入式以太网系统可以通过Ｉｎｔｅｒｎｅｔ 将通信距离无限扩展，而基于底层的以太网协议的实现是由以太网控制器来负责的。
目前比较常用的１０Ｍｂｐｓ嵌入式控制芯片有ＲＴＬ８０１９ＡＳ、ＣＳ８９００、ＤＭ９００８等。
利用廉价的５１单片机和以太网控制芯片来实现以太网通讯具有十分重要的意义。
１、ＲＴＬ８０１９ＡＳ以太网控制器简介ＲＴＬ８０１９ＡＳ是台湾Ｒｅａｌｔｅｋ 公司出品的一种高集成度的全双工以太网控制器芯片，继承了介质访问控制子层（ＭＡＣ） 和物理层的功能，与单片机接口简单。
１．１主要性能单片机以太网通讯的实现石进水 李世光 刘士彩 山东科技大学 ２６６５１０（１）符合ＥｔｈｅｒｎｅｔＩＩ与ＩＥＥＥ８０２．３（１０Ｂａｓｅ５、１０Ｂａｓｅ２、１０ＢａｓｅＴ）标准；（２）全双工，收发可同时达到１０Ｍｂｐｓ的速率；具有休眠模式，以降低功耗；（３）内置１６ＫＢ的ＳＲＡＭ，用于收发缓冲，降低对主处理器的速度要求；（４）支持８／１６位数据总线，８个中断申请线以及１６个Ｉ／Ｏ基地址选择；（５）支持ＵＴＰ、ＡＵＩ、ＢＮＣ自动检测，支持对１０ＢａｓｅＴ拓扑结构的自动极性修正；（６）允许４个诊断ＬＥＤ引脚可编程输出；（７）支持闪存读写；（８）１００脚的ＰＱＦＰ封装，缩小了ＰＣＢ尺寸。
１．２ 内部结构ＲＴＬ８０１９ＡＳ内部可分为远程ＤＭＡ接口（Ｒｅｍｏｔｅ ＤＭＡ）、本地ＤＭＡ接口（ＬｏｃａｌＤＭＡ）、ＭＡＣ（介质访问控制）逻辑、数据编码解码逻辑和其他端口。
内部结构如图１所示本地ＤＭＡ接口是把ＲＴＬ８０１９ＡＳ与网线的连接通道，完成控制器与网线的数据交换。
远程ＤＭＡ接口是指单片机对ＲＴＬ８０１９ＡＳ内部ＲＡＭ进行读写的总线，即ＩＳＡ总线的接口部分。
51单⽚机驱动W5100以太⽹接⼝芯⽚51单⽚机驱动W5100以太⽹接⼝芯⽚****************************************************************************** * @file W5100.c* 本⽂件包括5个部分：* 1. W5100初始化* 2. W5100的Socket初始化* 3. Socket连接* 如果Socket设置为TCP服务器模式，则调⽤Socket_Listen()函数,W5100处于侦听状态，直到远程客户端与它连接。
* 如果Socket设置为TCP客户端模式，则调⽤Socket_Connect()函数，* 每调⽤⼀次Socket_Connect(s)函数，产⽣⼀次连接，* 如果连接不成功，则产⽣超时中断，然后可以再调⽤该函数进⾏连接。
* 如果Socket设置为UDP模式,则调⽤Socket_UDP函数* 4. Socket数据接收和发送* 5. W5100中断处理** 置W5100为服务器模式的调⽤过程：W5100_Init()-->Socket_Init(s)-->Socket_Listen(s)，设置过程即完成，等待客户端的连接。
* 置W5100为客户端模式的调⽤过程：W5100_Init()-->Socket_Init(s)-->Socket_Connect(s)，设置过程即完成，并与远程服务器连接。
* 置W5100为UDP模式的调⽤过程：W5100_Init()-->Socket_Init(s)-->Socket_UDP(s)，设置过程即完成，可以与远程主机UDP通信。
** W5100产⽣的连接成功、终⽌连接、接收数据、发送数据、超时等事件，都可以从中断状态中获得。
****************************************************************************** */#include"W5100.h" /* 定义W5100的寄存器地址、状态*/#include"REG51.h"typedef unsigned char SOCKET;sbit SPI_CS= P1^0;sbit SPI_SCK= P1^1;sbit SPI_SO= P1^2;sbit SPI_SI= P1^3;sbit SPI_EN= P1^4;sbit KEY= P1^5;/* 端⼝数据缓冲区*/unsigned char Rx_Buffer[20]; /* 端⼝接收数据缓冲区*/unsigned char Tx_Buffer[20]; /* 端⼝发送数据缓冲区*//* ⽹络参数寄存器*/unsigned char Gateway_IP[4]={192,168,2,254}; /* Gateway IP Address */unsigned char Sub_Mask[4]={255,255,255,0}; /* Subnet Mask */unsigned char Phy_Addr[6]={0x00,0x08,0xDC,0x01,0x02,0x03}; /* Physical Address */ unsigned char IP_Addr[4]= {192,168,2,1}; /* Loacal IP Address */unsigned char S0_Port[2]={0x13,0x88}; /* Socket0 Port number 5000 */unsigned char S0_DIP[4]={192,168,2,43}; /* Socket0 Destination IP Address */ unsigned char S0_DPort[2]={0x13,0x88}; /* Socket0 Destination Port number 5000*/ unsigned char S0_State=0; /* Socket0 state recorder */unsigned char S0_Data; /* Socket0 receive data and transmit OK */unsigned char W5100_Interrupt;/* UDP Destionation IP address and Port number */unsigned char UDP_DIPR[4];unsigned char UDP_DPORT[2];void Delay(unsigned int x){unsigned int i;for(i=0;iSPI_EN=1;}}unsigned char SPI_ReadByte(void){unsigned char i,rByte=0;for(i=0;i<8;i++){rByte<<=1;rByte|=SPI_SO;SPI_SCK=0;Delay(10);SPI_SCK=1;SPI_SCK=0;}return rByte;}void SPI_SendByte(unsigned char dt){unsigned char i;for(i=0;i<8;i++){if((dt<{SPI_SI=1;}else{SPI_SI=0;}SPI_SCK=0;Delay(10);SPI_SCK=1;SPI_SCK=0;}}unsigned char Read_W5100(unsigned short addr){unsigned char i;/* 置W5100的CS为低电平*/SPI_CS=0;/* 发送读命令*/SPI_SendByte(0x0f);/* 发送地址*/SPI_SendByte(addr/256);SPI_SendByte(addr);/* 读取数据*/i=SPI_ReadByte();/* 置W5100的CS为⾼电平*/SPI_CS=1;return i;}void Write_W5100(unsigned short addr, unsigned char dat) {/* 置W5100的CS为低电平*/SPI_CS=0;Delay(100);/* 发送写命令*/SPI_SendByte(0xf0);/* 发送地址*/SPI_SendByte(addr/256);SPI_SendByte(addr);/* 写⼊数据*/SPI_SendByte(dat);Delay(100);/* 置W5100的CS为⾼电平*/SPI_CS=1;}void W5100_Init(void){unsigned char i;SPI_EN=1;SPI_SCK=0;SPI_CS=1;SPI_SO=1;Write_W5100(W5100_MODE,MODE_RST); /*软复位W5100*/ Delay(100);///Write_W5100(W5100_MODE,0); /*软复位W5100*/Delay(100); /*延时100ms，⾃⼰定义该函数*//*设置⽹关(Gateway)的IP地址，4字节*//*使⽤⽹关可以使通信突破⼦⽹的局限，通过⽹关可以访问到其它⼦⽹或进⼊Internet*/ for(i=0;i<4;i++)Write_W5100(W5100_GAR+i,Gateway_IP); /*Gateway_IP为4字节unsigned char数组,⾃⼰定义*/for(i=0;i<4;i++)Gateway_IP=Read_W5100(W5100_GAR+i);/*设置⼦⽹掩码(MASK)值，4字节。
基于TCP /IP 的单片机网络接口硬件设计曾红娟1 吴兴华2(1.江西吉安802台,江西吉安343000;2.江西吉安801台,江西吉安343000)摘 要:设计主要任务是采用单片机控制网络接口芯片实现以太网接口,以便控制系统通过以太网实现网络化。
最重要的是嵌入式T CP/IP 协议在8位单片机上的实现,从而达到实现嵌入式以太网接口的目的。
嵌入式以太网的实质是在嵌入式系统的基础上实现网络化,使嵌入式系统能够实现T CP/IP 网络通信协议,接入以太网。
本设计详细介绍用硬件方式将嵌入式系统与T CP/IP 协议融合到一起。
关键词:单片机;T CP/IP;嵌入式;以太网中图分类号:TP 文献标识码:A 文章编号:1672 3198(2010)11 0285 021 引言单片机已经渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理等等。
当今单片机厂商琳琅满目,产品性能各异。
常用的单片机有很多种:Intel8051系列、M otorola 和M 68H C 系列、Atmel 的AT89系列、Cygnal 系列、台湾Winbond (华邦)W78系列、荷兰Pilips 的PCF80C51系列、M icrochip 公司的PIC 系列等。
本设计选用Cygnal 系列的80C52单片机,与标准MCS-51指令系统及8052产品引脚兼容。
2 硬件总体设计整个设计需要的主要元件有:Cygnal 80C52单片机,RT L8019AS 芯片,74H C573锁存器,M AX232串行通信器,32KB RAM 62256存储器,20F001网络变压器,93C46,RJ -45水晶头等,原理框图如图1所示。
图1 硬件结构原理图80C52单片机作为整个嵌入式系统的实时控制核心,用RT L8019AS 作网络控制,采用74H C573进行数据保存,使用62256进行内存扩展,选择20F001作为隔离滤波器件,MAX232进行串行通信。
基于ＲＴＬ８０１９ＡＳ的单片机网络通信接口设计作者：吴全玉陈杰来源：《现代电子技术》2008年第22期摘要：网络数据传输技术具有传输速率高、传送距离远、通讯协议完善、信息共享程度高等优点，为嵌入式设备增加网络功能有着深远的意义。
介绍以太网的帧协议和以太网控制芯片RTL8019AS的结构特性以及工作原理，设计STC89C54RD+单片机控制RTL8019AS实现以太网通讯的硬件设计方案和软件流程图；采用标准C语言实现ARP协议，所有程序在Keilc51环境下编译连接。
最后并进行系统的调试与验证，取得了满意的效果。
关键词：以太网；RTL8019AS；网络数据传输技术；TCP/IP协议中图分类号：TP393文献标识码：B文章编号：1004373X(2008)2204703Design of Single Chip Computer Network Communication Interface Based on RTL8019ASWU Quanyu,CHEN Jie(West Anhui University,Lu′an,237012,China)Abstract：The data transmission of net has many virtues,such as high transmission speed and perfect communication protocol.It is important that the embedded devices have communicated with Ethernet.The frame of Ethernet protocol and the Ethernet microcontroller TL8019AS characteristics are presented,the principle diagram of hardware system that STC89C54RD+ single chip computer controlling RTL8019AS is designed,and the diagram of software is given.ARP protocol based on the standard C language is realized in the paper,and it is succeeded to compile and link them in keil c51 environment.Finally,the system debugging and the experiment results are also given,the result is satisfied.Keywords：Ethernet;RTL8019AS;network data transmission technology;TCP/IP protocol1 引言网络技术的飞速发展促使嵌入式设备的数据传输方式发生重大变化，如今嵌入式设备网络化已成为嵌入式技术发展的一个重要方向。
