基于W5100以太網(wǎng)接入設備的設計

　　引言

　　隨著人們生活水平的提高及科學技術的不斷發(fā)展，以太網(wǎng)無不滲透到日常生活的每個角落，如使用電腦上網(wǎng)、手機上網(wǎng)、網(wǎng)絡電視、遠程登錄等。如何讓電飯煲、洗衣機、電冰箱、微波爐等家電設備接入以太網(wǎng)就成為人們關心的話題。因此，設計出一款簡單、可靠、廉價、實用的以太網(wǎng)接入設備來實現(xiàn)家用電器接入以太網(wǎng)顯得尤為重要。下面主要介紹以太網(wǎng)接入設備的硬件及軟件設計。

　　硬件設計

　　以太網(wǎng)接入設備硬件電路主要由微處理器(LPC2214)、固件網(wǎng)絡芯片(W5100)、鍵盤顯示電路、AC/DC電源變換電路、串口電平變換電路(MAX232)及以太網(wǎng)變量器等組成，其原理框圖如圖1所示。

　　WIZnet公司的W5100是一款多功能的單片網(wǎng)絡接口芯片，內(nèi)部集成了全硬件TCP/IP 協(xié)議棧、以太網(wǎng)介質(zhì)傳輸層(MAC)和物理層(PHY)。硬件TCP/IP協(xié)議棧支持TCP、UDP、IPv4、ICMP、ARP、IGMP 和PPPoE。W5100內(nèi)部集成有16kB存儲器用于數(shù)據(jù)傳輸。使用時不需要考慮以太網(wǎng)的控制，只需要進行簡單的端口(Socket)編程。主要應用于高集成、高穩(wěn)定、高性能和低成本的嵌入式系統(tǒng)中，可實現(xiàn)無操作系統(tǒng)的Internet連接。

　　LPC2214為NXP公司ARM7TDMI-S系列處理器的一種，具有片內(nèi)16k字節(jié)靜態(tài)RAM和256k字節(jié)片內(nèi)FLASH。支持片內(nèi)Boot裝載程序?qū)崿F(xiàn)在系統(tǒng)編程(ISP)和在應用中編程(IAP)，需要的外圍器件較少，非常適合低成本的應用場合。

　　W5100與微處理器之間支持直接總線、間接總線和SPI總線接三種接口方式。

　　直接總線接口

　　直接總線接口采用15位地址線(A0～A14)，8位數(shù)據(jù)線(D0～D7)，另加片選(CS/)，讀(RD/)，寫(WR/)及中斷(INT/)等信號線。W5100采用25MHz晶體，LPC2214采用12MHz晶體。

　　W5100的PHY接口TXOP、TXON、RXIP和RXIN等四根信號線直接連接到以太網(wǎng)變量器上，變量器的另一側(cè)則接上RJ45以太網(wǎng)插座，用于以太網(wǎng)接入。