以太网控制芯片W5100的存储装置设计
来源： 作者： 发布时间：2014-12-19 11:02:46 浏览量：W5100与单片机的接口方式有3种：直接总线接口模式、间接总线接口模式和SPI模式。其中，直接总线接口模式适用于大数据量传输的情况；SPI模式的接口连线较少，适用于数据量不大、传输速率相对较低的情况；间接总线接口模式下的数据传输性能则介于两者之间。在本系统中选用直接总线接口模式，以最大限度地提高数据的传输速率。
1．2 串口的设计
在实际应用中，很可能出现数据已经存入但是RJ45口损坏而没有办法读数的情况。为了防止因RJ45口的损坏而共模电感导致整个装置不可用，可加入串口模块直接利用串口进行读数。
2 系统工作原理
2．1 工作状态图
工作状态图如图3所示。
2．2 网络协议的选择
W5100本身集成了高度成熟的TCP／IP协议栈、以太网MAC层、PHY层等，支持TCP、UDP、IPv4、ICMP、ARP、IGMP和PPPoE等协议。
TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)是基于连接的协议，也就是说，在正式收发数据前扁平型电感，必须和对方建立可靠的连接。一个TCP连接必须要经过3次“对话”一体成型电感器才能建立起来。
UDP是一个无连接协议，传输数据之前源端和终端不建立连接，当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据，并尽可能快地把它扔到网络上。虽然UDP是无连接的协议，它不保证数据包一定能够到达目的主机，但是在本应用中存储器跟主机通常位于同一内部局域网内，网络环境良好，数据丢失的可能性很小。另外，UDP容易实现，占用资源少，传输速度高，可以满足整个装置的应用需要。
3 软件设计
3．1 主程序设计
软件实现的主程序流程如图4所示。
3．2 寄存器的设置
通过设置W5100内部的控制寄存器，完全可以像在局域网中配置IP地址一样简单地配置设计的系统。
常用寄存器主要包括：模式寄存器(MR)、网关地址寄存器(GWR)、子网掩码寄存器(SUBR)、物理地址寄存器(SHAR)、源IP地址寄存器(SI-PR)、中断寄存器(IR)、中断屏蔽寄存器(IMR)、重试时间寄存器(RTR)、重试次数寄存器(RCR)、接收数据缓冲区大小寄存器(RMSR)、发送数据缓冲区大小寄存器(TMSR)等。套接字寄存器平均分为大电流电感器4部分，对4个独立的网络通道单独设置；发送和接收数据缓冲区用来存放临时数据。通过对这些寄存器的设置可以选择工作模式及协议栈，设置装置自己的网关、IP、子网掩码、物理地址，还可以对端口进行打开和关闭。
用户自己定义MAC地址时必须注意，MAC地址的第一个字节必须为偶数。第一个字节为奇数大电流电感的MAC地址为多播地址，如果把MAC地址的第一个字节定义为奇数，可能会引起网络通信错误。
3．3 读写程序设计
读时序如图5所示，写时序如图6所示。
地址线有15位，所以占用单片机的第7、8口，数据线占用第10口。按照读时序编写的读控制函数程序如下：
4 结论
单片机对以太网卡的驱动是非常关键的一步。利用以太网控制电器设备，无需另外铺设线路，降低了成本，是现代控制发展的一条新出路。该设计方案具有硬件连接简单、功耗低、体积小、运行稳定可靠等优点。
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