解讀ENC28J60嵌入式網絡接口電路

　　設計了以ENC28J60 為核心的以太網接口實現方案， 描述了該系統硬件架構的設計方法。在簡要介紹了以太網控制器ENC28J60 的結構、功能、外圍電路的基礎上， 對ENC28J60與Atmega16 的SPI通訊進行了闡述。此方案不僅成本低， 而且可以實現500Kbps 以上的傳輸速率， 滿足了嵌入式系統的Internet 控制要求。

　　ENC28J60在嵌入式網絡接口的應用

　　利用ENC28J60 可以構成不同功能的網絡終端節點， 如網絡服務器、帶Internet 功能的設備、遠程監控（數據采集， 診斷）設備等。圖2 所示為基于ENC28J60 的嵌入式網絡接口的硬件電路原理圖。電路中有：2 個LED 狀態指示燈主要用來顯示網絡連接狀態，包括PHY 是否沖突、連接是否建立、是否接收數據、連接速度、雙工模式等； 必需的偏置電阻R3（2kΩ， 精度為1%）；高速局域網電磁隔離模塊（即RJ45 以太網接口）， 應用中，ENC28J60的物理端口與隔離變壓器HR901170A 連接時必須符合IEEE802.3 對物理層規范的要求， 如RJ45的插孔與隔離變壓器的間隔應盡量小， 輸出和輸入差分信號對的走線要有很好的隔離。

　　電路中的主控制器采用Atmel 公司的ATmega16 單片機，它具有先進的RISC（精簡指令集計算機）結構、16 kB 可編程Flash 存儲器、512 B 的EEPROM 和1 kB 片內SRAM， 具有豐富的外設接口， 其SPI 接口允許ATmega16 與外設進行高速的同步數據傳輸。本設計中ATmega16 SPI 配置為主機模式，ENC28J60 為從設備。ATmega16 的SPI 工作模式由CPOL、CPHA 設置， 根據ENC28J60 的SPI 讀寫時序， ATmega16的SPI 工作模式應設置為模式0.ATmega16 通過將ENC28J60 的CS 引腳置低實現與其的同步。SPI 時鐘由寫入到SPI 發送緩沖寄存器的數據啟動， SPI MOSI（PB5）引腳上的數據發送秩序由寄存器SPCR 的DORD 位控制， 置位時數據的LSB（最低位）首先發送， 否則數據的MSB（最高位）首先發送。我們選擇先發送MSB，同時接收到的數據傳送到接收緩沖寄存器， CPU 進行右對齊從接收緩沖器中讀取接收到的數據。應該注意， 當需要從ENC28J60 中讀取多個數據時， 即使ENC28J60并不需要ATmega16 串行輸出的數據， 每讀取一個數據前都要向SPI 發送緩沖器寫一個數據以啟動SPI 接口時鐘。由于SPI 系統的發送方向只有1 個緩沖器， 而在接收方向有2 個緩沖器， 所以在發送時一定要等到移位過程全部結束后， 才能對SPI 數據寄存器執行寫操作； 而在接收數據時，需要在下一個字節移位過程結束之前通過訪問SPI數據寄存器讀取當前接收到的數據，否則第1 個數據丟失。