[color=black][/color]
[b][color=black]1 以太网（Ethernet）协议[/color][/b][color=black]一个标准的以太网物理传输帧由七部分组成（如表1所示，单位：字节）。
[b]表1 以太网的物理传输帧结构表[/b][/color]
[table=98%][tr][td=1,1,14%][color=black]PR[/color][/td][td=1,1,14%][color=black]SD[/color][/td][td=1,1,14%][color=black]DA[/color][/td][td=1,1,14%][color=black]SA[/color][/td][td=1,1,14%][color=black]TYPE[/color][/td][td=1,1,15%][color=black]DATA[/color][/td][td=1,1,15%][color=black]FCS[/color][/td][/tr][tr][td=1,1,14%][color=black]同步位[/color][/td][td=1,1,14%][color=black]分隔位[/color][/td][td=1,1,14%][color=black]目的地址[/color][/td][td=1,1,14%][color=black]源地址[/color][/td][td=1,1,14%][color=black]类型字段[/color][/td][td=1,1,15%][color=black]数据段[/color][/td][td=1,1,15%][color=black]帧校验序列[/color][/td][/tr][tr][td=1,1,14%][color=black]7[/color][/td][td=1,1,14%][color=black]1[/color][/td][td=1,1,14%][color=black]6[/color][/td][td=1,1,14%][color=black]6[/color][/td][td=1,1,14%][color=black]2[/color][/td][td=1,1,15%][color=black]46～1500[/color][/td][td=1,1,15%][color=black]4[/color][/td][/tr][/table][color=black][/color]
[b][color=black]2 [/color][url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS.html">[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS以太网控制器简介[/color][/b]
[color=black]由台湾Realtek公司生产的[/color][url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS.html">[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS以太网控制器，由于其优良的性能、低兼的价格，使其在市场上10Mbps网卡中占有相当的比例。[/color]
[color=black]2.1 主要性能[/color]
[color=black]（1）符号Ethernet II与IEEE802.3（10Base5、10Base2、10BaseT）标准；[/color]
[color=black]（2）全双工，收发可同时达到10Mbps的速率；[/color]
[color=black]（3）内置16KB的SRAM，用于收发缓冲，降低对主处理器的速度要求；[/color]
[color=black]（4）支持8/16位数据总线，8个中断申请线以及16个I/O基地址选择；[/color]
[color=black]（5）支持UTP、AUI、BNC自动检测，还支持对10BaseT拓扑结构的自动极性修正；[/color]
[color=black]（6）允许4个诊断LED引脚可编程输出；[/color]
[color=black]（7）100脚的PQFP封装，缩小了PCB尺寸。[/color]
[color=black]2.2 内部结构[/color]
[url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS.html">[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS内部可分为远程DMA接口、本地DMA接口、MAC（介质访问控制）逻辑、数据编码解码逻辑和其他端口。内部结构如图1所示。[/color]
[color=black]远程DMA接口是指单片机对[/color][url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS.html">[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS内部RAM进行读写的总线，即ISA总线的接口部分。单片机收发数据只需对远程DMA操作。本地DMA接口是把[/color][url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS.html">[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS与网线的连接通道，完成控制器与网线的数据交换。[/color]
[color=black]MAC（介质访问控制）逻辑完成以下功能：当单片机向网上发送数据时，先将一帧数据通过远程DMA通道送到[/color][url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS.html">[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS中的发送缓存区，然后发出传送命令；当[/color][url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS.html">[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS完成了上帧的发送后，再开始此帧的发送。RTL819接收到的数据通过MAC比较、CRC校验后，由FIFO存到接收缓冲区；收满一帧后，以中断或寄存器标志的方式通知主处理器。FIFO逻辑对收发数据作16字节的缓冲，以减少对本地DMA请求的频率。[/color]
[color=black]2.3 内部RAM地址空间分配[/color]
[url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS.html">[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS内部有两块RAM区。一块16K字节，地址为0x4000～0x7fff；一块32字节，地址为0x0000～0x001f。RAM按页存储，每256字节为一页。一般将RAM的前12页（即0x4000～0x4bff）存储区作为发送缓冲区；后52页（即0x4c00～0x7fff）存储区作为接收缓冲区。第0页叫Prom页，只有32字节，地址为0x0000～0x001f，用于存储以太网物理地址。[/color]
[color=black]要接收和发送数据包就必须通过DMA读写[/color][url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS.html">[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS内部的16KB RAM。它实际上是双端口的RAM，是指有两套总线连接到该RAM，一套总线[/color][url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS.html">[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS读或写该RAM，即本地DMA；另一套总线是单片机读或写该RAM，即远程DMA。[/color]
[color=black]2.4 I/O地址分配[/color]
[url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS.html">[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS具有32位输入输出地址，地址偏移量为00H～1FH。其中00H～0FH共16个地址，为寄存器地址。寄存器分为4页：PAGE0、PAGE1、PAGE2、PAGE3，由[/color][url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS.html">[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS的CR（Command Register命令寄存器）中的PS1、PS0位来决定要访问的页。但与NE2000兼容的寄存器只有前3页，PAGE3是[/color][url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS.html">[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS自己定义的，对于其他兼容NE2000的芯片如DM9008无效。远程DMA地址包括10H～17H，都可以用来做远程DMA端口，只要用其中的一个就可以了。复位端口包括18H～1FH共8个地址，功能一样，用于[/color][url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS.html">[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS复位。[/color]
[b][color=black]3 接口电路设计[/color][/b]
[color=black]下面介绍51系列单片机与[/color][url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS.html">[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS的接口电路，实现的网络接口采用UTP（无屏蔽双绞线）RJ-45接口。[/color]
[color=black]图2给出了89C52单片机控制[/color][url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS.html">[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS实现以太网通讯的接口电路框图。用到的主要芯片有80C52、[/color][url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS.html">[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS、[/color][url=http://www.qooic.com/detail-93C46.html][color=black]93C46[/color][/url][color=black]（64×16bit的EEPROM）、[/color][url=http://www.qooic.com/detail-74HC573.html][color=black]74HC573[/color][/url][color=black]（8位锁存）、[/color][url=http://www.qooic.com/detail-62256.html][color=black]62256[/color][/url][color=black]（32K字节的RAM）。为分配好地址空间，采用对[/color][url=http://www.qooic.com/detail-93C46.html][color=black]93C46[/color][/url][color=black]进行读（或写）操作来设置[/color][url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS.html">[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS的端口I/O基地址和以太网物理地址。[/color]
[url=http://www.qooic.com/detail-93C46.html][color=black]93C46[/color][/url][color=black]是采用4线SPI串行接口的Serial EEPROM，容量为1Kbit（64×16bit），主要保存[/color][url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS.html">[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS的配置信息。00H～03H的地址空间用于存储[/color][url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS.html">[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS内配置寄存器CONFIG1～4的上电初始化值；地址04H～11H存储网络节点地址即物理地址；地址12H～7FH内存储即插即用的配置信息。[/color][url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS.html">[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS通过引脚EECS、EESK、EEDI控制[/color][url=http://www.qooic.com/detail-93C46.html][color=black]93C46[/color][/url][color=black]的CS、SK、DI引脚，通过EEDO接收[/color][url=http://www.qooic.com/detail-93C46.html][color=black]93C46[/color][/url][color=black]的DO引脚的状态。[/color][url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS.html">[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS复位后读取[/color][url=http://www.qooic.com/detail-93C46.html][color=black]93C46[/color][/url][color=black]的内容并设置内部寄存器的值，如果[/color][url=http://www.qooic.com/detail-93C46.html][color=black]93C46[/color][/url][color=black]中内容不正确，[/color][url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS.html">[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS就无法正常工作。先通过编程器如ALL07把配置好的数据写入[/color][url=http://www.qooic.com/detail-93C46.html][color=black]93C46[/color][/url][color=black]，再焊入电路。[/color]
[color=black]对[/color][url=http://www.qooic.com/detail-93C46.html][color=black]93C46[/color][/url][color=black]进行数据配置：数据00H写入[/color][url=http://www.qooic.com/detail-93C46.html][color=black]93C46[/color][/url][color=black]的地址00H内；[/color][url=http://www.qooic.com/detail-93C46.html][color=black]93C46[/color][/url][color=black]地址04H～0AH中存放的是物理地址，可以写入设置所需的物理地址值，或不修改，采用原始值为物理地址。通过编程器读出04H～0AH的原始值为52544CC59906，即所采用的物理地址。[/color]
[color=black]这样，[/color][url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS.html">[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS复位后读取[/color][url=http://www.qooic.com/detail-93C46.html][color=black]93C46[/color][/url][color=black]中配置好的内容，对应设置配置寄存器CONFIG1的值为00H，CONFIG1的低4位IOS3～0用于选择I/O基地址。IOS3～0设置值均为0时，[/color][url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS.html">[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS选择的端口I/O基地址为300H。[/color]
[url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS.html">[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS的地址为20位，那么用到[/color][url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS.html">[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS的地址空间为00300H～0031FH，用二进制表示00300H～0031FH，可以发现第19位到第5位是固定的：000000000011000。[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black] AS的20根地址线SA0～SA19如表2连接。
[b]表2 [url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=]RTL8019[/url]AS.html">[url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html]RTL8019[/url]AS地址线的连接表[/b][/color]
[table=98%][tr][td=1,1,37%][color=black]SA19～SA10[/color][/td][td=1,1,63%][color=black]接地[/color][/td][/tr][tr][td=1,1,37%][color=black]SA9～SA8[/color][/td][td=1,1,63%][color=black]接单片机P2口的P2.7，即地址总线ADDR15[/color][/td][/tr][tr][td=1,1,37%][color=black]SA7～SA5[/color][/td][td=1,1,63%][color=black]接地[/color][/td][/tr][tr][td=1,1,37%][color=black]SA4～SA0[/color][/td][td=1,1,63%][color=black]对应为地址总线的ADDR0～ADDR4[/color][/td][/tr][/table][color=black]通过ADDR15、I/OW、I/OR来划分[/color][url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS.html">[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS和[/color][url=http://www.qooic.com/detail-62256.html][color=black]62256[/color][/url][color=black]的地址空间。ADDR15接[/color][url=http://www.qooic.com/detail-62256.html][color=black]62256[/color][/url][color=black]的CE脚，低电平时选择[/color][url=http://www.qooic.com/detail-62256.html][color=black]62256[/color][/url][color=black]；高电平时选择[/color][url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS.html">[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS的地址空间80C52单片机的地址为16位，按图2的电路框图连接[/color][url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS.html">[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS的地址空间。定义reg00～reg1f来对应端口00300H～0031FH。[/color]
[color=black]#define reg00 XBYTE[0x8000]/*300H*/[/color]
[color=black]#define reg01 XBYTE[0x8001]/*301H*/[/color]
[color=black]…[/color]
[color=black]#define reg1f XBYTE[0x801F]/*31FH*/[/color]
[color=black]读写操作、复位操作对应的引脚按表3连接。
[b]表3 [url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=]RTL8019[/url]AS.html">[url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html]RTL8019[/url]AS的ISA总线接口引脚与单片机的连接表[/b][/color]
[table=98%][tr][td=1,1,21%][color=black]Pin29[/color][/td][td=1,1,18%][color=black]IORB[/color][/td][td=1,1,61%][color=black]读信号，接到单片机的WR引脚（P3.6）。[/color][/td][/tr][tr][td=1,1,21%][color=black]Pin30[/color][/td][td=1,1,18%][color=black]IOWB[/color][/td][td=1,1,61%][color=black]写信号，接到单片机的RD引脚（P3.7）。[/color][/td][/tr][tr][td=1,1,21%][color=black]Pin33[/color][/td][td=1,1,18%][color=black]RSTDRV[/color][/td][td=1,1,61%][color=black]RESET信号，接单片机的T0（P3.4）。[/color][/td][/tr][tr][td=1,1,21%][color=black]Pin34[/color][/td][td=1,1,18%][color=black]AEN[/color][/td][td=1,1,61%][color=black]地址有效信号，接地。[/color][/td][/tr][tr][td=1,1,21%][color=black]Pin96[/color][/td][td=1,1,18%][color=black]IOCS16[/color][/td][td=1,1,61%][color=black]采用电阻下拉该引脚，复位时刻脚为低电平，选择8位模式。[/color][/td][/tr][tr][td=1,1,21%][color=black]Pin36～Pin43[/color][/td][td=1,1,18%][color=black]SD0～SD7[/color][/td][td=1,1,61%][color=black]8位数据总线，接单片机的P0口。（只用到8位数据总线，SD8～SD15不接。）[/color][/td][/tr][/table][color=black]采用10BASE-T布线标准通过双绞线进行以太网通讯，而[/color][url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS.html">[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS内置了10BASE-T收发器，所以网络接口的电路比较简单。外接一个隔离LPF滤波器0132，TPIN±为接收线，TPOUT±为发送线，经隔离后分别与RJ-45接口的RX±、TX±端相连。[/color]
[color=black]时钟电路通过T1、T2接口一个20MHz晶振以及2个电容，实现全双工方式。[/color]
[color=black]LED0、LED1各接一发光二极管以反映通讯状态：LED0表示LED_COL，即通讯有冲突；LED1表示LED_RX，即接收到网上的信息包。[/color]
[b][color=black]4 程序设计[/color][/b]
[color=black]所有程序采用Framclin C51语言编制，可读性强，移植性好，开发简易。[/color]
[color=black]4.1 复位[/color][url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS.html">[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS[/color]
[color=black]80C52的P3.4连接[/color][url=http://www.qooic.com/detail-<a%20target=][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS.html">[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS的RESDRV来进行复位操作。RSTDRV为高电平有效，至少需要800ns的宽度。给该引脚旋加一个1[font=Arial]μs[/font]以上的高电平就可以复位。施加一个高电平后，然后施加一个低电平。复位过程将执行一些操作，至少需要2ms的时间，推荐等待更久的时间之后如[/color][url=http://www.qooic.com/detail-100MS.html][color=black]100MS[/color][/url][color=black]之后才对它操作，以确保完全复位。[/color]
[color=black]4.2 初始化[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS[/color]
[color=black]初始化页0与页1的相关寄存器，页2的寄存器是只读的，不可以设置，页3的寄存器不是NE2000兼容的，不用设置。[/color]
[color=black]（1）CR=0x21,选择页0的寄存器；[/color]
[color=black]（2）TPSR=0x45，发送页的起始页地址，初始化为指向第一个发送缓冲区的页即0x40；[/color]
[color=black]（3）PSTART=0x4c，PSTOP=0x80，构造缓冲环：0x4c～0x80；[/color]
[color=black]（4）BNRY=0x4c，设置指针；[/color]
[color=black]（5）RCR=0xcc，设置接收配置寄存器，使用接收缓冲区，仅接收自己地址的数据包（以及广播地址数据包）和多点播送地址包，小于64字节的包丢弃，校验错的数据包不接收；[/color]
[color=black]（6）TCR=0xe0，设置发送配置寄存器，启用CRC自动生成和自动校验，工作在正常模式；[/color]
[color=black]（7）DCR=0xc8，设置数据配置寄存器，使用FIFO缓存，普通模式，8位数据DMA；[/color]
[color=black]（8）IMR=0x00，设置中断屏蔽寄存器，屏蔽所有中断；[/color]
[color=black]（9）CR=0x61,选择页1的寄存器；[/color]
[color=black]（10）CURR=0x4d，CURR是[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS写内存的指针，指向当前正在写的页的下一页，初始化时指和0x4c+1=0x4d；[/color]
[color=black]（11）设置多址寄存器MAR0～MAR5，均设置为0x00；[/color]
[color=black]（12）设置网卡地址寄存器PAR0～PAR5；[/color]
[color=black]（13）CR=0x22，选择页1的寄存器，进入正常工作状态。
[b]图2 89C52单片机控制[url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html]RTL8019[/url]AS实现以太网通讯的接口电路框图[/b]
[/color][color=black]4.3 发送帧[/color]
[color=black]将待发送的数据按帧格式封装，通过远程DMA通道送到[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS中的发送缓存区，然后发出传送命令，完成帧的发送。需要设置以太网目的地址、以太网源地址、协议类型，再按所设置的协议类型来设置数据段。之后启动远程DMA，数据写入[/color][url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS的RAM，再启动本地DMA，将数据发送网上。[/color]
[url=http://www.qooic.com/detail-RTL8019.html][color=black]RTL8019[/color][/url][color=black]AS无法将整个数据包通过DMA通道一次存入FIFO，则在构成一个新的数据包之前必须先等待前一数据包发送完成。为提高发送效率，设计将12页的发送缓存区分为两个6页的发送缓存区，一个用于数据包发送，另一个用于构造端的数据包，交替使用。[/color]
[color=black]循环，来测试系统的性能。在PC机上采用Sniffer软件如Windump软件来监视(或截获)PC机网卡接收ARP包的情况，取得了满意的效果。 [/color]
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