以太網(wǎng)控制器ENC28J60及其接口技術(shù)

引言

　　ENC28J60是Microchip Technology（美國(guó)微芯科技公司）近期推出的28引腳獨(dú)立以太網(wǎng)控制器。

　　在此之前，嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)可選的獨(dú)立以太網(wǎng)控制器都是為個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，如RTL8019、AX88796L、DM9008、CS8900A、LAN91C111等。這些器件不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大，且比較昂貴。目前市場(chǎng)上大部分以太網(wǎng)控制器的封裝均超過(guò)80引腳，而符合IEEE 802.3協(xié)議的ENC28J60只有28引腳，既能提供相應(yīng)的功能，又可以大大簡(jiǎn)化相關(guān)設(shè)計(jì)，減小空間。

圖1 ENC28J60的硬件連接

1 結(jié)構(gòu)和功能

　　采用業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)串行外設(shè)接口（SPI）的以太網(wǎng)控制器ENC28J60具有以下主要特征：

　　◆ 符合IEEE 802.3協(xié)議。內(nèi)置10 Mbps以太網(wǎng)物理層器件（PHY）及媒體訪問(wèn)控制器（MAC），可按業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)協(xié)議可靠地收發(fā)信息包數(shù)據(jù)。
　　◆ 具有可編程過(guò)濾功能。特殊的過(guò)濾器，包括Microchip的可編程模式匹配過(guò)濾器，可自動(dòng)評(píng)價(jià)、接收或拒收Magic PACket，單播（UNIcast）、多播（Multicast）或廣播（Broadcast）信息包，以減輕主控單片機(jī)的處理負(fù)荷。
　　◆ 10 Mbps SPI接口。業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的串行通信端口，使得低至18引腳的8位單片機(jī)也具有網(wǎng)絡(luò)連接功能。
　　◆ 可編程8 KB雙端口SRAM緩沖器。以高效的方式進(jìn)行信息包的存儲(chǔ)、檢索和修改，以減輕主控單片機(jī)的內(nèi)存負(fù)荷。該緩沖存儲(chǔ)器提供了靈活可靠的數(shù)據(jù)管理機(jī)制。

2 硬件設(shè)計(jì)

　　ENC28J60的硬件設(shè)計(jì)需要注意復(fù)位電路，時(shí)鐘振蕩器，振蕩器啟動(dòng)定時(shí)器，時(shí)鐘輸出引腳，變壓器、終端和其他外部器件，輸入/輸出電平等幾個(gè)方面。（圖1可供參考）

2.1 復(fù)位電路

　　ENC28J60有上電復(fù)位(Power-on Reset)功能，RESET引腳上的低電平使ENC28J60進(jìn)入復(fù)位模式；RESET引腳內(nèi)部有弱上拉電阻。ENC28J60的硬件連接如圖1所示。

2.2 時(shí)鐘振蕩器

　　ENC28J60需要一個(gè)25 MHz的晶振，接在OSC1和OSC2腳上；也可由外部時(shí)鐘信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)。此時(shí)3.3 V的外部時(shí)鐘接在OSC1腳上，OSC2斷開(kāi)或者通過(guò)一個(gè)電阻接地來(lái)降低系統(tǒng)噪聲。

2.3 振蕩器啟動(dòng)定時(shí)器

　　ENC28J60內(nèi)部有一個(gè)振蕩器啟動(dòng)時(shí)鐘OST(Oscillator Startup Timer)，上電7 500個(gè)時(shí)鐘周期(300 μs)，OST期滿后內(nèi)部的PHY方能正常工作。這時(shí)不能發(fā)送或者接收?qǐng)?bào)文。上位機(jī)可通過(guò)檢測(cè)ENC28J60內(nèi)部ESTAT寄存器中的CLKRDY位的狀態(tài)來(lái)決定是否可設(shè)置發(fā)送或接收?qǐng)?bào)文。

　　需要注意的是，當(dāng)ENC28J60上電復(fù)位或者從PowerDown模式下喚醒時(shí)，必須檢測(cè)ESTAT寄存器中的CLKRDY是否置位。只有CLKRDY置位后才能發(fā)送、接收?qǐng)?bào)文，訪問(wèn)相關(guān)寄存器。