基于AVR高性能單片機(jī)的以太網(wǎng)接口設(shè)計(jì)

頁(yè)2的寄存器是只讀的，頁(yè)3的寄存器不是NE2000兼容的，所以均不用設(shè)置。首先選擇為頁(yè)O，網(wǎng)卡芯片為停止模式，因?yàn)檫€沒(méi)有進(jìn)行初始化，設(shè)置0x40～Ox4B為網(wǎng)卡的發(fā)送緩沖區(qū)，共12頁(yè)，剛好存儲(chǔ)2個(gè)最大的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包；0x4C～0x7F為網(wǎng)卡的接收緩沖區(qū)，共52頁(yè)；剛開(kāi)始時(shí)網(wǎng)卡沒(méi)有接收到任何數(shù)據(jù)包，因此BNRY指向第一個(gè)接收緩沖區(qū)的頁(yè)0x4C。設(shè)置完頁(yè)O的寄存器后切換為頁(yè)1，由于設(shè)計(jì)中沒(méi)有使用93C46，因此需要在程序中指定芯片的物理地址，寫(xiě)入到PAR寄存器，然后啟動(dòng)芯片開(kāi)始工作。讀指針BN―RY和寫(xiě)指針CURR主要用來(lái)控制緩沖區(qū)的存取過(guò)程，保證能正確讀出和寫(xiě)入數(shù)據(jù)。
單片機(jī)負(fù)責(zé)RTL8019AS的初始化及通過(guò)控制RTL8019AS實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送等通信任務(wù)，主程序按照以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀分用的思路進(jìn)行編寫(xiě)，即將單片機(jī)作為服務(wù)器端，初始化完成后使其處于監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)。當(dāng)有數(shù)據(jù)從RJ45過(guò)來(lái)時(shí)，RTL8019AS在接收和處理完以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀后傳送給單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析，如果是ARP數(shù)據(jù)包，則程序轉(zhuǎn)入ARP處理程序；如果是IP數(shù)據(jù)包且IP地址正確，則繼續(xù)分析若是ICMP包，則調(diào)用ICMP處理程序，若是UDP或TCP數(shù)據(jù)包，則解包后將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或從串口輸出。反之，當(dāng)有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)，單片機(jī)按照各層協(xié)議格式將數(shù)據(jù)打包，送入RTL8019AS的緩存區(qū)，由RTL8019AS將數(shù)據(jù)輸出到局域網(wǎng)中，主程序的框架如下：

在嵌入TCP／IP協(xié)議后，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)的接入，但要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，還需要實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層協(xié)議，這需要網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層的支持，嵌入式TCP／IP協(xié)議在應(yīng)用層上要求簡(jiǎn)單，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)HTTP協(xié)議。由于單片機(jī)的資源有限，采用靜態(tài)網(wǎng)頁(yè)訪問(wèn)的形式，使用HT―ML語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)，網(wǎng)頁(yè)代碼存儲(chǔ)在Mega64的片內(nèi)FLASH中。嵌入式系統(tǒng)把要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)、參數(shù)等存入網(wǎng)頁(yè)的相關(guān)位置，當(dāng)有客戶端請(qǐng)求連接時(shí)，這些數(shù)據(jù)信息通過(guò)HTTP協(xié)議沿TCP連接發(fā)送至瀏覽器，這樣就可以在遠(yuǎn)端PC機(jī)的瀏覽器中訪問(wèn)存儲(chǔ)在系統(tǒng)中的網(wǎng)頁(yè)，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問(wèn)及控制。

3 結(jié) 語(yǔ)
介紹了一種利用AVR單片機(jī)實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)接口電路的方法，硬件電路少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。考慮到單片機(jī)的資源有限，只實(shí)現(xiàn)了與需要有關(guān)的部分協(xié)議，根據(jù)實(shí)際需求做適當(dāng)?shù)男薷暮屯晟凭涂蓱?yīng)用于諸如遠(yuǎn)程抄表、信息家電的遠(yuǎn)程控制、智能小區(qū)等實(shí)時(shí)性要求不高的場(chǎng)合，為了提高數(shù)據(jù)傳輸速度和進(jìn)行復(fù)雜的TCP／IP處理，可以擴(kuò)展32 KB的外部RAM來(lái)提高單片機(jī)的數(shù)據(jù)吞吐量，同時(shí)外部RAM也可用作串行口的輸入輸出緩沖。