STM32F207和DM9161A的以太網實現方案

摘要：電力抄表系統常通過網絡采集和傳輸電網中的諧波等信息。本文提出了一種適合電力系統的網絡設計方案。在STM32F207和DM9161A為核心的硬件平臺上，完成了LwIP協議棧的移植，實現了遠程終端和上位機通信。使電力系統更具實時性與交互性，并保證了通信的可靠性。
關鍵詞：電力系統；LwIP協議；以太網

引言
隨著經濟的迅猛發展，用電需求量及電力負荷急劇增大，諧波作為目前電網中影響最為重要的一項指標，對電力系統的影響越來越產重。通過網絡傳輸采集和分析諧波數據，以實現對諧波的有效監測，便于更有效地控制諧波對電子系統的危害。
本文給出了基于STM32F207及DM9161A的以太網具體實現方案，為電力系統設備提供便捷高效的網絡實現方法。

1 硬件的實現
基于STM32F207的以太網接口實質是內部的MAC單元控制PHY的過程，兩者通過MII／RMII接口傳送數據。
MAC(Media Access Control)即媒體訪問控制子層協議。該協議位于OSI七層協議中數據鏈路層的下半部分，主要負責控制與連接物理層的物理介質。
PHY(Physical Layer)是物理接口收發器，它實現物理層的數據編碼與解碼，直接提供可使用的數據流到MAC層。
MII(Media Independent Interface，媒體獨立接口)是指在不對MAC硬件重新設計或替換的情況下，任何類型的PHY設備都可以正常工作；RMII(Reduced Media Independant Interface，簡化媒體獨立接口)，是標準的以太網PHY接口之一。
MII數據接口總共需要16個信號，由于其信號線較多，在實際中應用較繁瑣。而RMII只需要7根信號線，大大減少了實際的物理連線，有效地降低了硬件的復雜度及成本。因此，此次實現采用RMII物理層接口。
意法半導體公司的STM32F207系列處理器自帶IEEE802．3的MAC，只需增加PHY物理層芯片就可以連接到TCP／IP網絡，此次實現是基于STM32F207ZGT6處理器。
STM32F207以太網接口的特性如下：
◆支持10 Mb／s和100 Mb／s速率；
◆專用的DMA控制器能夠高速地傳輸數據；
◆支持VLAN模式；
◆半雙工／雙工模式；
◆支持MAC控制層；
◆內置32位CRC校驗。
STM32F207的以太網連接方式有MII和RMII兩種接口，以下以RMII接口方式概述DM9161A與STM32F207處理器的硬件連接。