基于AVR的網(wǎng)絡(luò)用具接口的設(shè)計與實現(xiàn)
加入技術(shù)交流群
RTL8019AS片內(nèi)有16K的SRAM，地址0X40000-0X7FFF，這16KRAM被初始化成2個部分：①接收以太網(wǎng)數(shù)據(jù)緩沖②發(fā)送以太網(wǎng)數(shù)據(jù)緩沖，具體2個緩沖大小可編程設(shè)定。
電路連接如圖3，RTL8019AS電源采用直流5V．它的SDOSD7數(shù)據(jù)總線，通過一個74HC573鎖存器與單片機(jī)連接，單片機(jī)用LE使能控制鎖存器。RTL$019AS采用8位總線，SA地址總線只使用SA0-SA4與單片機(jī)連接，其它SA5-SAl9都接地。這里基址為0。INTO為RTL8019AS8個中斷之一，與單片機(jī)的外部中斷連接，在接收數(shù)據(jù)時使用。RSTDRV為復(fù)位線，高電平有效，要求復(fù)位時間長于800ms。IOR/10W為讀寫控制線。AEN為地址使能，低電平有效。
芯片與網(wǎng)線接口RJ45通過TPIN+、TPIN-、TPOUT+、TPOUT-連接。TPIN+/TPIN-為雙絞線接收，TPOUT+、TPOUT-為雙絞線的發(fā)送腳。但是不能直接連接，要經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器隔離，本設(shè)計采用20F—Ol。它起的作用主要有兩個，一是傳輸數(shù)據(jù)，把PHY送出來的差分信號用差模耦合的線圈耦合濾波以增強(qiáng)信號，并且通過電磁場的轉(zhuǎn)換耦合到不同電平的連接網(wǎng)線的另外一端；二是隔離網(wǎng)線連接的不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備問的不同電平，以防止不同電壓通過網(wǎng)線傳輸損壞設(shè)備。
3 RTL8019驅(qū)動程序
RLS019AS包含大量的片內(nèi)寄存器單元，在工作的過程中需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的接收和發(fā)送，必須正確的對相關(guān)的寄存器進(jìn)行設(shè)置。對RTLSOl9AS的驅(qū)動程序主要包括3個部分：RTL80l 9AS初始化部分，數(shù)據(jù)包接收部分，數(shù)據(jù)包發(fā)送部分。
3．1初始化
初始化主要是對寄存器的初始化，主要包括初始化復(fù)位寄存器，初始化RTLS019AS的配置寄存器：CONFIG0-CONFIG3，初始化接收和發(fā)送緩沖區(qū)，初始化RTL9019AS的中斷，初始化接收配置，發(fā)送配置等，設(shè)置以太網(wǎng)物理地址等。
3．2數(shù)據(jù)接收
數(shù)據(jù)的接收可以用查詢方式，芯片不斷向網(wǎng)絡(luò)中查詢是否有信息到達(dá)本節(jié)點；也可以用中斷方式，這里選擇中斷方式。RTL8019AS的INTO接ATMEGA32的INT0，當(dāng)有中斷發(fā)生。AVR進(jìn)入中斷服務(wù)，先通過讀取ISR，對中斷類型進(jìn)行判斷，看是否正確接收。根據(jù)先前工程定義好的網(wǎng)卡接收緩存區(qū)地址，用CURR指針將接收到的數(shù)據(jù)讀取到內(nèi)存中。當(dāng)CURR指針同BURY指針地址相同時說明接收數(shù)據(jù)結(jié)束。所以要先判斷是否接收結(jié)束，再調(diào)用取包函數(shù)WY_GETPACK()。
取包函數(shù)主要包括停止8019的工作，復(fù)位中斷，判斷是否邊界寄存器是否越界，啟動DMA操作，讀取DMA，計算數(shù)據(jù)包長度．移動接收地址然后再讀。接收流程圖如圖4所示。
圖4數(shù)據(jù)接收流程圖
3．3數(shù)據(jù)發(fā)送
發(fā)送過程分為3個步驟：封裝數(shù)據(jù)包；將數(shù)據(jù)送至發(fā)送緩沖區(qū)；發(fā)送數(shù)據(jù)。發(fā)送緩沖區(qū)空問為3k，可以保存2個完整的數(shù)據(jù)幀?？梢园丫彌_區(qū)分為兩部分，一部分用來發(fā)送，另一部分用來封裝數(shù)據(jù)包，達(dá)到提高效率的目的。如果發(fā)送的數(shù)據(jù)少于60字節(jié)，則將數(shù)據(jù)填充至60個字節(jié)再發(fā)送出去。若數(shù)據(jù)大于1514個字節(jié)就要將數(shù)據(jù)分割到小于1514個字節(jié)后再發(fā)送。所以—個數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)必須控制在60—1514字節(jié)．這是以太網(wǎng)8023協(xié)議規(guī)定的。如果發(fā)送失敗則重發(fā)。發(fā)送流程如下圖5所示。
圖5數(shù)據(jù)發(fā)送流程圖
4 結(jié)束語
網(wǎng)絡(luò)用具義稱網(wǎng)絡(luò)家電、信息家電，是未來家用電器的主要發(fā)展方向。在未來家庭中。多臺網(wǎng)絡(luò)用具設(shè)備協(xié)調(diào)工作，并組成一個互動的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，以方便用戶的使用，這個網(wǎng)絡(luò)環(huán)境被稱為數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)，簡稱家庭網(wǎng)絡(luò)。家庭網(wǎng)絡(luò)是信息技術(shù)發(fā)展創(chuàng)新的必然趨勢。
本文創(chuàng)新點在于，設(shè)計了基于AVR的網(wǎng)絡(luò)用具接口方案，簡單易用，成本低，符合了信息家電的要求，更可以應(yīng)用于遠(yuǎn)程工業(yè)控制，遠(yuǎn)程儀表抄表等領(lǐng)域。目前開發(fā)的開發(fā)板，使用單片機(jī)直接通過RTLSOl9AS芯片，用網(wǎng)線與PC機(jī)通訊，工作正常。
評論