w5100 是一款多功能的单片网络接口芯片,内部集成有 10/100mbps 以太网控制器,主要应用于高集成、高稳定、高性能和低成本的嵌入式系统中。使用 w5100 可以实现没有操作系统的 internet 连接。w5100与 ieee802.3 10base-t和 802.3u 100base-tx兼容。w5100 内部集成了全硬件的、且经过多年市场验证的 tcp/ip 协议栈、以太网介质传输层(mac)和物理层(phy)。全硬件tcp/ip协议栈支持 tcp,udp,ipv4,icmp,arp,igmp 和 pppoe,这些协议已经在很多领域经过了多年的验证。w5100 内部还集成有 16kb 存储器用于数据传输。使用w5100不需要考虑以太网的控制,只需要进行简单的端口编程。
与mcu的接口
w5100与mcu接口采用并行总线方式(如果要使用spi接口,建议采用w5200),因此w5100与mcu的接口设计相对简单。以at89c52为例,如下图所示。
外扩一个32k的sram(is62c256),按照图示的硬件接口,地址线a15作为sram的片选信号。因此32k的xdata地址空间在0×0000~0x7fff。w5100作为外部接口也映射到89c52的xdata空间,地址线a15反相(74ahc1g04)后作为w5100的片选信号。因此w5100的地址空间在0×8000~0xffff。如果使用间接总线,地址线a2~a14必须接地,以保证间接总线初始化成功。
复位信号
w5100硬件设计中最重要的复位信号往往被我们所忽视。很多工程师采用rc复位,虽然可以达到复位的效果,但实际使用时很不理想。w5100的复位不好往往引起器件不能正常工作,尤其是以太网的物理层不能正常启动,也可能引起mcu对w5100初始化失败。最理想的复位方法是使用mcu的io口输出复位信号。这样可以绝对保证w5100与mcu之间的同步,而且一旦工作失败,也便于mcu对w5100进行控制。如果mcu无法提供足够多的io口输出复位信号,也可以采用专用的复位芯片(如imp809t),这样可以保证可靠复位,但在设计mcu软件时,注意mcu对w5100的操作同步问题。
如何连接网络变压器或rj45
hs-mag1201是带网络变压器的rj-45,以此为例,tct和rct是变压器发送端和接收端的中心抽头,中心抽头必须接3.3v拉高。很多工程师在设计时忽略了这个细节。另外,rj-45的金属外壳最好不要接电源地,有条件的话最好接大地。txop/txon,rxip/rxin的pcb布线尽量等长,而且尽量平行走线。rset_bg的电阻连接到w5100的第1脚的rset_bg电阻最好用1%的精密电阻,尤其是在大批量生产时,使用普通精度的电阻(5%)会给你的产品调试带来意想不到的麻烦。
电感
数字电源到模拟电源之间的电感非常重要。因为从该电感通过的电流比较大,如果电感质量不好,会产生较大的直流压降和交流噪声,严重影响w5100的工作。有很多工程师在初期调试时都遇到过这种问题。如果没有合适的电感,可以把电感去掉,直接用导线短路。
晶体振荡
晶体振荡出现的问题最多,也最难解决。
w5100(w5300和w7100与w5100相同)的晶体振荡器有问题,问题主要表现在:
1. 振荡频率偏差较大,远远偏离25mhz;
2. 振荡幅值不够,xtln和xtlp的最大幅度只有几百毫伏。
出现这种现象,主要问题是晶体,wiznet给出的晶体参数如下:
w5100的xtln的正常波形和幅度如下:
w5100的xtlp的正常波形和幅度如下:
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