以太網(wǎng)控制芯片W5100的存儲(chǔ)裝置設(shè)計(jì)

摘要：利用MSP430系列單片機(jī)直接控制以太網(wǎng)控制芯片W51000進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)，給出了系統(tǒng)的工作原理、硬件連接和軟件實(shí)現(xiàn)方法。該裝置通過雙絞線與計(jì)算機(jī)相連，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、快速的數(shù)據(jù)傳輸及存儲(chǔ)。
關(guān)鍵詞：W5100；MSP430；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

引言
網(wǎng)絡(luò)的開放性和全球化，促進(jìn)了人類知識(shí)的共享和經(jīng)濟(jì)的全球化。以太網(wǎng)技術(shù)以其靈活方便的連接方式、良好的開放性、高效、成本低等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于各種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，并且還在不斷地發(fā)展。目前，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用越來越廣，更多的設(shè)備需要提供網(wǎng)絡(luò)接口，以方便與外部互聯(lián)通信。
隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的測(cè)試系統(tǒng)、控制機(jī)構(gòu)等都需要實(shí)時(shí)地、快速地并且遠(yuǎn)距離地傳輸數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的存儲(chǔ)裝置利用RS232、RS485等串口，數(shù)據(jù)傳輸速率非常有限，面對(duì)大數(shù)據(jù)量實(shí)時(shí)傳輸?shù)囊箫@得無能為力。現(xiàn)在流行的USB總線可以達(dá)到非常高的傳輸速率，但傳輸距離有較大的限制。利用以太網(wǎng)接口實(shí)現(xiàn)快速、遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)是一種非常好的解決方法。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。該存儲(chǔ)裝置由雙絞線接口RJ45口、以太網(wǎng)接口芯片W5100、TI公司的MSP430系列單片機(jī)MSP430FG4618、電源模塊、串口讀數(shù)口等組成。計(jì)算機(jī)通過自身的網(wǎng)卡及網(wǎng)線與該存儲(chǔ)設(shè)備相連。RJ45口采用集成網(wǎng)絡(luò)變壓器的13F-60FGYDPNW2NL，可以減少硬件平臺(tái)的面積，并且使連接更方便。這種網(wǎng)口自帶兩個(gè)小燈，可以直觀地顯示雙絞線的連接情況和數(shù)據(jù)的傳輸情況。

、寫信號(hào)線、片選信號(hào)、中斷信號(hào)INT分別與單片機(jī)的通用I／O引腳相連。W5100上的復(fù)位引腳采用低電平復(fù)位，至少要保持20 ms的復(fù)位時(shí)間，此處采用阻容電路對(duì)其進(jìn)行復(fù)位。調(diào)節(jié)電阻值到10 kΩ，電容值到10μF。

W5100供電電壓為3．3 V和1．8 V，其中1．8 V可由芯片內(nèi)部線性穩(wěn)壓電源產(chǎn)生，外接濾波電路后供回芯片。W5100通過異步數(shù)據(jù)地址等接口與單片機(jī)相接。芯片的以太網(wǎng)物理單元通過接收RXIP／RXIN和發(fā)送TXOP／TXON，將網(wǎng)絡(luò)接口RJ45和雙絞線接入到計(jì)算機(jī)當(dāng)中。
W5100與單片機(jī)的接口方式有3種：直接總線接口模式、間接總線接口模式和SPI模式。其中，直接總線接口模式適用于大數(shù)據(jù)量傳輸?shù)那闆r；SPI模式的接口連線較少，適用于數(shù)據(jù)量不大、傳輸速率相對(duì)較低的情況；間接總線接口模式下的數(shù)據(jù)傳輸性能則介于兩者之間。在本系統(tǒng)中選用直接總線接口模式，以最大限度地提高數(shù)據(jù)的傳輸速率。