STM32以太网开发之网络模块ENC28J60
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发布时间：2024-12-11 22:04
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时间：2024-12-11 23:03
ENC28J60概述
ENC28J60是一款集成了MAC控制器和PHY收发器的以太网控制器，它能够通过SPI接口方便地与微控制器(MCU)通信以实现以太网扩展。该器件符合IEEE 802.3标准，具备包过滤机制、内部DMA模块、以及支持硬件校验和计算的能力。通过SPI与主控制器连接，数据传输速率可达10Mb/s，并提供两个专用引脚用于LED指示网络活动状态。图1-1展示了ENC28J60的简化框图，而图1-2为典型应用电路。实现10Mbps以太网连接只需ENC28J60、两个脉冲变压器和少量无源元件即可。
ENC28J60主要功能模块包括：
SPI接口：作为主控制器与ENC28J60之间的通信通道。
控制寄存器：用于控制和监控ENC28J60。
双端口RAM缓冲器：用于接收和发送数据包。
判优器：管理对RAM缓冲器的访问。
总线接口：解析通过SPI接收的数据和命令。
MAC模块：实现IEEE802.3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。
数据包格式
符合IEEE 802.3标准的以太网帧长度一般在字节至1518字节之间，由5至6个字段组成：目标MAC地址、源MAC地址、类型/长度字段、数据有效负载、可选填充字段和循环冗余校验（CRC）字段。此外，前导字段和帧起始定界符在发送时自动生成，在接收时被剥离。
前导字段/帧起始界定符：在发送数据时自动生成，在接收数据时自动剥离。
目标地址：六字节字段，包含数据包的目标设备MAC地址。可为组播、广播或单播地址。
源地址：六字节字段，包含创建数据包的节点MAC地址。需要主控制器生成唯一MAC地址。
类型/长度：两字节字段，定义数据包的协议类型。可作为长度字段，指定数据字段长度。
数据：可变长度字段，范围在0至1500字节之间。
填充：用于满足IEEE 802.3规范要求，当数据有效负载较小时添加。
CRC校验：四字节字段，包含通过计算生成的CRC值，用于验证数据包完整性。
发送和接收数据包
发送数据包时，主控制器负责生成所有帧字段并写入缓冲存储器。ENC28J60将自动生成前导符、帧起始定界符、填充（如果需要）和CRC字段。接收数据包时，必须初始化接收缓冲器，配置接收过滤器，并使能接收功能。主控制器可通过中断和接收状态向量来监控数据包接收情况。
初始化
使用ENC28J60发送和接收数据包前需进行初始化设置。包括接收缓冲器初始化、设置接收过滤器、等待振荡器起振时间、MAC和PHY寄存器初始化等。初始化通常在复位后立即完成。
接收缓冲器初始化
接收缓冲器初始化涉及编程ERXST和ERXND指针，用于确定接收缓冲器的起始和结束地址。ERXST建议用偶地址编程，以支持大量数据和频繁数据包交换的应用。预留至少7个字节用于跟踪接收数据。发送缓冲器通常不需要特定初始化。
等待振荡器起振时间
在执行初始化操作后，应确保经过足够的时间，查询ESTAT.CLKRDY位以确保振荡器完全起振。
MAC初始化
配置MAC寄存器以设置发送特性。初始化顺序不重要。
PHY初始化
配置PHY寄存器以适应不同应用需求，包括双工模式控制、LED输出配置等。确保与MAC配置相匹配，实现正确的双工操作。
