STM32F207和DM9161A的以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)方案

摘要：電力抄表系統(tǒng)常通過(guò)網(wǎng)絡(luò)采集和傳輸電網(wǎng)中的諧波等信息。本文提出了一種適合電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案。在STM32F207和DM9161A為核心的硬件平臺(tái)上，完成了LwIP協(xié)議棧的移植，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程終端和上位機(jī)通信。使電力系統(tǒng)更具實(shí)時(shí)性與交互性，并保證了通信的可靠性。
關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；LwIP協(xié)議；以太網(wǎng)

引言
隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，用電需求量及電力負(fù)荷急劇增大，諧波作為目前電網(wǎng)中影響最為重要的一項(xiàng)指標(biāo)，對(duì)電力系統(tǒng)的影響越來(lái)越產(chǎn)重。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸采集和分析諧波數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)諧波的有效監(jiān)測(cè)，便于更有效地控制諧波對(duì)電子系統(tǒng)的危害。
本文給出了基于STM32F207及DM9161A的以太網(wǎng)具體實(shí)現(xiàn)方案，為電力系統(tǒng)設(shè)備提供便捷高效的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)方法。

1 硬件的實(shí)現(xiàn)
基于STM32F207的以太網(wǎng)接口實(shí)質(zhì)是內(nèi)部的MAC單元控制PHY的過(guò)程，兩者通過(guò)MII／RMII接口傳送數(shù)據(jù)。
MAC(Media Access Control)即媒體訪(fǎng)問(wèn)控制子層協(xié)議。該協(xié)議位于OSI七層協(xié)議中數(shù)據(jù)鏈路層的下半部分，主要負(fù)責(zé)控制與連接物理層的物理介質(zhì)。
PHY(Physical Layer)是物理接口收發(fā)器，它實(shí)現(xiàn)物理層的數(shù)據(jù)編碼與解碼，直接提供可使用的數(shù)據(jù)流到MAC層。
MII(Media Independent Interface，媒體獨(dú)立接口)是指在不對(duì)MAC硬件重新設(shè)計(jì)或替換的情況下，任何類(lèi)型的PHY設(shè)備都可以正常工作；RMII(Reduced Media Independant Interface，簡(jiǎn)化媒體獨(dú)立接口)，是標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)PHY接口之一。
MII數(shù)據(jù)接口總共需要16個(gè)信號(hào)，由于其信號(hào)線(xiàn)較多，在實(shí)際中應(yīng)用較繁瑣。而RMII只需要7根信號(hào)線(xiàn)，大大減少了實(shí)際的物理連線(xiàn)，有效地降低了硬件的復(fù)雜度及成本。因此，此次實(shí)現(xiàn)采用RMII物理層接口。
意法半導(dǎo)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(wǎng)絡(luò)，此次實(shí)現(xiàn)是基于STM32F207ZGT6處理器。
STM32F207以太網(wǎng)接口的特性如下：
◆支持10 Mb／s和100 Mb／s速率；
◆專(zhuān)用的DMA控制器能夠高速地傳輸數(shù)據(jù)；
◆支持VLAN模式；
◆半雙工／雙工模式；
◆支持MAC控制層；
◆內(nèi)置32位CRC校驗(yàn)。
STM32F207的以太網(wǎng)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。