1前言
嵌入式以太網開發，可以分為兩個部分，一個是以太網收發芯片的使用，一個是嵌入式以太網協議棧的實現。以太網收發芯片的使用要比串口收發芯片的使用復雜的多，市面上流通比較廣泛的以太網收發芯片種類還不少，有SPI接口的ENC28J60，也有并口形式的RTL8019S，CS8900A等。嵌入式以太網協議棧有著名的uIP協議棧，Lwip協議棧，還有其他嵌入式高手開發的協議棧。無論是硬件還是軟件，都無法分出高下，適合項目需求的才是最好的。
1.1 寫作理由
在前言的最后，再說明一下我寫作的理由。以前從淘寶上購買過ENC28J60，店家信誓旦旦地說能提供51 AVR LPC STM32等多個平臺的代碼，可以實現一個網頁控制LED。頭腦一熱買了回來，買回來才發現，店家提供的資料零零散散，非常難懂，雖然不貴僅僅需要40多元，現在只需要20多元。但是總感覺有欺騙的嫌疑，這也可以映射出中國人做技術買賣的原則，產品多是實物而非服務。幾經周轉，發現原來這些ENC28J60的代碼都出自一個地方——AVRNET，源自老外的一個開源項目。把最原始的代碼拿來細細品味，以太網協議就不那么神秘了。在這里說一下ENC28J60的使用，熟悉了ENC28J60的驅動可以分幾步走。第一步，通過ENC28J60移植uIP或者lwIP協議棧，實現TCP或是UDP通信，第二，順著AVRNET項目走，實現一個簡單的web服務器，運行靜態或者動態網頁。嵌入式以太網和計算機以太網開發不同，對于TCP通信而言沒有windwos socke用，對于網頁編程而言也沒有ISS或PHP，所示實現起來會比較麻煩，但是也非常有樂趣。
1.2 平臺說明
硬件平臺 Atmega32 + proteus 7.10+WinPcap
編譯平臺 AVR Studio 6
關于硬件平臺，由于AVRNET項目采用ATmega32，分析的時候也采用Atmega32。就ENC28J60而言，對于其他的平臺，例如STM32或是MSP而言只需要修改SPI操作即可。由于沒有硬件平臺，所以使用proteus仿真，注意仿真以太網是proteus需要安裝WinPcap。
關于編譯平臺，AVRNET項目使用的是AVR Stdui 4.XX。這個版本稍顯老舊，我就進行了相關修改，在AVR Studio 6中重新編譯，并修正了幾個錯誤。當然其他的編譯平臺也適用。
總結一句，平臺選用原則——“求同存異”。
1.3 資料準備
以太網開發是非常復雜的工作，在開始之前最好先大致瀏覽一些ENC28J60的使用手冊，MICROCHIP可以下載，中文版本閱讀非常方便。除此之外，需要認真閱讀TCP IP相關知識，推薦一本圖書《嵌入式Internet TCP/IP基礎、實現和應用》。
嵌入式開發總是一個反復借鑒的過程。該部分代碼參考了AVRNET項目和奮斗開發板的相關范例。AVRNET項目網址鏈接http://www.avrportal.com/?page=avrnet。
2 寄存器和寄存器操作
ENC28J60的寄存器很多，操作這些寄存器需要一個良好的代碼組織工作。在AVRNET項目中，把ENC28J60的驅動分解成ENC28J60.h文件和ENC28J60.c文件。H文件中主要描述ENC28J60寄存器的基本定義，而C文件主要實現了這些寄存器的操作。
2.1 寄存器定義
首先分析一下ENC28J60頭文件。閱讀數據手冊之后，會發現ENC28J60寄存器數量較多，通過分析和整理，操作ENC28J60的寄存器需要注意以下3點。
(1) 共有三種不同形式的寄存器——控制寄存器，以太網寄存器 和PHY寄存器，不同的寄存器以不同的字母開頭，以E、 MA和MI加以區分。操作這三種不同的寄存器需要不同的組合命令。
(2) 寄存器被分布在4個不同的bank中，也就是說存在地址相同的寄存器，但是這些寄存器卻位于不同的分區中，在操作寄存器之前必須選中正確的bank。
(3) 雖然存在4個bank，但是有5個寄存器在4個bank的位置相同，它們是EIE、 EIR、ESTAT、ECON1、ECON2。不言而喻，這5個寄存器將會非常重要。
AVRNET項目中，寄存器被定義成8位長度，而這8位長度包含了三個部分，地址bit7(最高位)用以區分PHY和MAC寄存器；地址bit6和bit5用以區分BANK，2位空間正好區分4個BANK；地址的最后5位才是寄存器的地址。通過這種方式就可以區分所有的寄存器了。列舉了幾行代碼。由于頭文件很長，所以不全部列出。
// bank0 寄存器
#define ERDPTL (0x00|0x00)
#define ERDPTH (0x01|0x00)
#define EWRPTL (0x02|0x00)
// bank1 寄存器
#define EHT0 (0x00|0x20)
#define EHT1 (0x01|0x20)
#define EHT2 (0x02|0x20)
// bank2 寄存器
#define MACON1 (0x00|0x40|0x80)
#define MACON2 (0x01|0x40|0x80)
#define MACON3 (0x02|0x40|0x80)
//bank3 寄存器
#define MAADR1 (0x00|0x60|0x80)
#define MAADR0 (0x01|0x60|0x80)
#define MAADR3 (0x02|0x60|0x80)
例如ERDPTH為位于BANK0的以太網寄存器，第一個數字0x01代表BANK0中的地址，該地址為0x01，第二個數字0x00代表BANK編號，該編號為0，意味第0個BANK；EHT1為位于BANK1中的控制寄存器，第二個0x20代表BANK地址為1，請注意由于BANK編號被保存在bit6和bit5，所以此處為0x20，絕不是0x10；MACON2為位于bank2的以太網寄存器，第一個數字0x01代表在該BANK中的寄存器地址，第二個數字0x40代表BANK編號，而第三個數字0x80代表該寄存器為以太網寄存器或是PHY寄存器，這些寄存器的操作和控制寄存器有區別。
為了方便寄存器操作，h文件中還定義了寄存器地址操作的掩碼，簡單而言就是需要查看哪些位，不需要查看哪些位。
/* 寄存器地址掩碼 */
#defineADDR_MASK 0x1F
/* 存儲區域掩碼 */
#defineBANK_MASK 0x60
/* MAC和MII寄存器掩碼*/
#defineSPRD_MASK 0x80
另外還有比較特殊的5個控制寄存器，EIE，EIR，ESTAT，ECON2和ECON1
/* 關鍵寄存器 */
#defineEIE 0x1B
#defineEIR 0x1C
#defineESTAT 0x1D
#defineECON2 0x1E
#defineECON1 0x1F
2.2 寄存器操作命令
寄存器操作命令也可稱為寄存器操作碼。為了實現寄存器的操作，ENC28J60定義了6+1個寄存器操作命令(操作碼)。操作相關寄存器至少有讀寄存器命令，寫寄存器命令；發送或接收以太網數據則必有寫緩沖區命令或讀緩沖區命令；為了加快操作，對于某些控制寄存器而言還可以有置位或者清零某位的命令；最后加上一個軟件復位命令，錦上添花。
<font size="3">/* 讀控制寄存器 */
#define ENC28J60_READ_CTRL_REG 0x00
/* 讀緩沖區 */
#define ENC28J60_READ_BUF_MEM 0x3A
/* 寫控制寄存器 */
#define ENC28J60_WRITE_CTRL_REG 0x40
/* 寫緩沖區 */
#define ENC28J60_WRITE_BUF_MEM 0x7A
/* 位域置位 */
#define ENC28J60_BIT_FIELD_SET 0x80
/* 位域清零 */
#define ENC28J60_BIT_FIELD_CLR 0xA0
/* 系統復位 */
#define ENC28J60_SOFT_RESET 0xFF</font>
復制代碼
2.3 接收和發送緩沖區分配
以太網數據的接收和發送離不開驅動芯片內部的RAM，也可稱之為硬件緩沖區。ENC28J60包括8K 的硬件緩沖區，該硬件緩沖區一部分被接收緩沖區使用，另一部分為發送緩沖區使用。操作ENC28J60的最終目的為操作該硬件緩沖區。執行以太網發送命令時，向發送緩沖區中填充數據，并觸發相關寄存器發送以太網數據；執行以太網接收命令時，通過查詢相關寄存器或者外部中斷的方式獲得以太網數據輸入事件，接著從接收緩沖區中讀取相關數據。
(1) 把緩沖區劃分為兩個部分。把8K的硬件緩沖區劃分為兩個部分至少需要四個參數，接收緩沖區需要一個起始地址和一個結束地址加以描述，發送緩沖區也需要一個起始地址和一個結束地址加以描述。最理想的方式，兩個緩沖區完全占據了8K的硬件緩沖區，完美地利用這一空間。由于ENC28J60的寄存器長度為8位，而硬件緩沖區的大小為8K，所以前面提到的4個地址需要8個寄存器才可以完全描述，需要把單個地址分為高8位和低8位。在AVRNET項目中，接收緩沖區較大，而發送緩沖區較小。在以太網協議中，最大的報文長度為1518字節，而最小報文長度為60字節。發送緩沖區等于或略大于1518字節，剩余的部分全部分配給接收緩沖區。接收緩沖區較大也是考慮到AVR的處理能力有限，若某個時間點收到多個以太網報文，可以先把報文閑置與硬件緩沖區中，待空閑時再從緩沖區中取出。
/* 接收緩沖區起始地址 */
#define RXSTART_INIT 0x00
/* 接收緩沖區停止地址 */
#define RXSTOP_INIT (0x1FFF - 0x0600 - 1)
/* 發送緩沖區起始地址 發送緩沖區大小約1500字節*/
#define TXSTART_INIT (0x1FFF - 0x0600)
/* 發送緩沖區停止地址 */
#define TXSTOP_INIT 0x1FFF
圖硬件緩沖區結構
(2) 對于發送緩沖區而言，需要指定發送緩沖區寫指針，使用寫緩沖區命令操作該部分緩沖區，寫指針的地址會不斷增長，若遇到結束地址會重新返回起始地址。對于接收緩沖區而言就稍微復雜一點，每次讀取之前必須明確該次操作時的讀指針位置，根據前文的代碼，緩沖區讀指針的起始地址為0，在第一次讀操作發生之后需要立即設置下次讀操作的讀指針地址。ENC28J60讀緩沖區時，讀取的數據并不全是以太網的數據，在以太網數據之前還有下一個數據包的地址指針占兩個字節，接收狀態向量占4個字節，接著才是以太網數據包，該數據包包括目標MAC地址，源MAC地址，數據包類型等等；最后為CRC校驗和。在接收狀態向量的起始2個字節為該以太網數據包的長度，該參數也是非常有用的參數。
圖接收數據包結構
對于發送緩沖區而言，需要指定發送緩沖區寫指針，使用寫緩沖區命令操作該部分緩沖區，寫指針的地址會不斷增長，若遇到結束地址會重新返回起始地址。對于接收緩沖區而言就稍微復雜一點，每次讀取之前必須明確該次操作時的讀指針位置，根據前文的代碼，緩沖區讀指針的起始地址為0，在第一次讀操作發生之后需要立即設置下次讀操作的讀指針地址。ENC28J60讀緩沖區時，讀取的數據并不全是以太網的數據，在以太網數據之前還有下一個數據包的地址指針占兩個字節，接收狀態向量占4個字節，接著才是以太網數據包，該數據包包括目標MAC地址，源MAC地址，數據包類型等等；最后為CRC校驗和。在接收狀態向量的起始2個字節為該以太網數據包的長度，該參數也是非常有用的參數。
3 寄存器操作實現
ENC28j60的寄存器操作分為2+2+2部分，分別為寫寄存器和讀寄存器部分，讀緩沖區和寫緩沖區部分，寫PHY寄存器和讀PHY寄存器部分。
3.1 讀寫寄存器
讀或寫寄存器的函數如下
unsigned char enc28j60Read
/* 設定寄存器地址區域 */
enc28j60SetBank(address);
/* 讀取寄存器值 發送讀寄存器命令和地址 */
return enc28j60ReadOp(ENC28J60_READ_CTRL_REG, address);
}
void enc28j60Write(unsigned char address, unsigned char data)
{
/* 設定寄存器地址區域 */
enc28j60SetBank(address);
/* 寫寄存器值 發送寫寄存器命令和地址 */
enc28j60WriteOp(ENC28J60_WRITE_CTRL_REG, address, data);
}</font>
復制代碼
讀寫寄存器的分為兩步，第一步為選定寄存器的BANK編號，第二步為使用寫命令或讀命令，操作指定地址的寄存器。在ENC28J60中，由ECON1中的某兩位保存BANK編號，ECON1是比較特殊的控制寄存器，在4個BANK中具有該寄存器且該寄存器的地址相同。Enc28j60Bank為全局變量，用于保存當前的BANK編號，如果兩次操作控制寄存器在同一個BANK時，該變量保持不變，若兩次操作的控制寄存器位于不同的BANK，那么BANK的值會變為新的BANK編號。
<font size="3">void enc28j60SetBank(unsigned char address)
{
/* 計算本次寄存器地址在存取區域的位置 */
if((address & BANK_MASK) != Enc28j60Bank)
{
/* 清除ECON1的BSEL1 BSEL0 詳見數據手冊15頁 */
enc28j60WriteOp(ENC28J60_BIT_FIELD_CLR, ECON1, (ECON1_BSEL1|ECON1_BSEL0));
/* 請注意寄存器地址的宏定義，bit6 bit5代碼寄存器存儲區域位置 */
enc28j60WriteOp(ENC28J60_BIT_FIELD_SET, ECON1, (address & BANK_MASK)>>5);
/* 重新確定當前寄存器存儲區域 */
Enc28j60Bank = (address & BANK_MASK);
}
}</font>
復制代碼
<font size="3">unsigned char enc28j60ReadOp(unsigned char op, unsigned char address)
{
unsigned char dat = 0;
/* CS拉低 使能ENC28J60 */
ENC28J60_CSL();
/* 操作碼和地址 */
dat = op | (address & ADDR_MASK);
/* 通過SPI寫數據*/
spi_sendbyte(dat);
/* 通過SPI讀出數據 */
dat = spi_sendbyte(0xFF);
/* 如果是MAC和MII寄存器，第一個讀取的字節無效，該信息包含在地址的最高位 */
if(address & 0x80)
{
/* 再次通過SPI讀取數據 */
dat = spi_sendbyte(0xFF);
}
/* CS拉高 禁止ENC28J60 */
ENC28J60_CSH();
/* 返回數據 */
return dat;
}</font>
復制代碼
讀控制寄存器實際上就是嚴格遵守數據手冊的操作要求，一次編寫程序。在這里由于讀MAC和MII寄存器時，第一個接收到的字節為無效字節，第二個字節才為有效字節。程序通過寄存器地址的最高位來判斷是否為MAC或MII寄存器。寫寄存器函數較為簡單，第一次字節包括操作碼和寄存器地址，第二個字節則為數據。在這兩個函數中參數op為ENC28J60的指令，或稱之為操作碼，該指令占據了SPI第一個字節的前3位，參數address為寄存器地址，參數data為寄存器的具體值。
這兩個函數和硬件發生某些關系，ENC28J60_CSL()和ENC28J60_CSH()為操作CS端口的操作宏，而spi_sendbyte()可通過SPI發送一個字節。修改這些函數即可在其他平臺上使用ENC28J60。不過請特別注意，在使用其他開發板時由于SPI總線上可能掛載多個設備，單獨使用ENC28J60時需要把其他設備的CS端口拉高，或安裝一個上拉電阻。
<font size="3">unsigned char enc28j60ReadOp(unsigned char op, unsigned char address)
{
unsigned char dat = 0;
/* CS拉低 使能ENC28J60 */
ENC28J60_CSL();
/* 操作碼和地址 */
dat = op | (address & ADDR_MASK);
/* 通過SPI寫數據*/
spi_sendbyte(dat);
/* 通過SPI讀出數據 */
dat = spi_sendbyte(0xFF);
/* 如果是MAC和MII寄存器，第一個讀取的字節無效，該信息包含在地址的最高位 */
if(address & 0x80)
{
/* 再次通過SPI讀取數據 */
dat = spi_sendbyte(0xFF);
}
/* CS拉高 禁止ENC28J60 */
ENC28J60_CSH();
/* 返回數據 */
return dat;
}
void enc28j60WriteOp(unsigned char op, unsigned char address, unsigned char data)
{
unsigned char dat = 0;
/* 使能ENC28J60 */
ENC28J60_CSL();
/* 通過SPI發送 操作碼和寄存器地址 */
dat = op | (address & ADDR_MASK);
/* 通過SPI1發送數據 */
spi_sendbyte(dat);
/* 準備寄存器數值 */
dat = data;
/* 通過SPI發送數據 */
spi_sendbyte(dat);
/* 禁止ENC28J60 */
ENC28J60_CSH();
}</font>
復制代碼
3.2 讀寫緩沖區
讀寫緩沖區的操作也是易于理解的。需要說明的是，兩個函數具有相同的輸入參數，參數len代表被操作數據的長度，pdata為被操作數據的指針。和寄存器讀寫函數相似，發送或接收數據之前需要發送特定的操作碼。
<font size="3">void enc28j60ReadBuffer(unsigned int len, unsigned char* pdata)
{
/* 使能ENC28J60 */
ENC28J60_CSL();
/* 通過SPI發送讀取緩沖區命令*/
spi_sendbyte(ENC28J60_READ_BUF_MEM);
/* 循環讀取 */
while(len)
{
len--;
/* 讀取數據 */
*pdata = (unsigned char)spi_sendbyte(0);
/* 地址指針累加 */
pdata++;
}
/* 增加字符串結尾 便于操作 */
*pdata='\0';
/* 禁止ENC28J60 */
ENC28J60_CSH();
}
void enc28j60WriteBuffer(unsigned int len, unsigned char* pdata)
{
/* 使能ENC28J60 */
ENC28J60_CSL();
/* 通過SPI發送寫取緩沖區命令*/
spi_sendbyte(ENC28J60_WRITE_BUF_MEM);
/* 循環發送 */
while(len)
{
len--;
/* 發送數據 */
spi_sendbyte(*pdata);
/* 地址指針累加 */
pdata++;
}
/* 禁止ENC28J60 */
ENC28J60_CSH();
}</font>
復制代碼
3.3 讀寫PHY寄存器
PHY寄存器和由ENC28J60控制的LED指示燈有關，控制這些寄存器可以控制這兩個LED的驅動方式，和發生相應事件時LED的顯示方式。一般情況下，一個LED指示燈常亮，顯示接收和發送活動，另一個LED指示燈顯示接收活動，有數據輸入時產生一個點亮脈沖。PHY是比較特殊的寄存器，先要想一個控制寄存器寫入PHY寄存器的地址，再向兩個控制寄存器依次寫入PHY寄存器的具體數據的高8位和低8位，最后等待PHY寄存器操作完成。
<font size="3">void enc28j60PhyWrite(unsigned char address, unsigned int data)
{
/* 向MIREGADR寫入地址 詳見數據手冊19頁*/
enc28j60Write(MIREGADR, address);
/* 寫入低8位數據 */
enc28j60Write(MIWRL, data);
/* 寫入高8位數據 */
enc28j60Write(MIWRH, data>>8);
/* 等待PHY寄存器寫入完成 */
while(enc28j60Read(MISTAT) & MISTAT_BUSY);
}</font>
復制代碼
4 ENC28J60寫操作
ENC28J60的寄存器操作時ENC28J60初始化，發送以太網數據和接收以太網數據的基礎。通過ENC28J60進行以太網發送數據操作，本質上為操作硬件緩沖區的發送緩沖區部分。每次發送時總是從發送緩沖區的起始地址開始填充數據，數據填充的結束地址和數據的輸入長度有關。操作完發送緩沖區的大小之后可向發送緩沖區填充數據，即調用ENC28J60_WRITE_BUF_MEM操作碼，接著置位ECON1中的 ECON1_TXRTS位啟動發送，并使用等待法不斷查詢是否發送完畢。基本的思路還是和SPI或UART發送數據相似，即填充數據，啟動發送，查詢發送完成。寫操作的輸入參數為數據包的長度len和數據包指針packet，該參數正好和uIP的網絡層操作函數相對應。若是LwIP協議，輸入參數將會是pBuf這種自定義數據結構，需要經過適當的修改才應用于lwIP協議棧。
<font size="3">void enc28j60PacketSend(unsigned int len, unsigned char* packet)
{
/* 查詢發送邏輯復位位 */
while((enc28j60Read(ECON1) & ECON1_TXRTS)!= 0);
/* 設置發送緩沖區起始地址 */
enc28j60Write(EWRPTL, TXSTART_INIT & 0xFF);
enc28j60Write(EWRPTH, TXSTART_INIT >> 8);
/* 設置發送緩沖區結束地址 該值對應發送數據包長度 */
enc28j60Write(ETXNDL, (TXSTART_INIT + len) & 0xFF);
enc28j60Write(ETXNDH, (TXSTART_INIT + len) >>8);
/* 發送之前發送控制包格式字 */
enc28j60WriteOp(ENC28J60_WRITE_BUF_MEM, 0, 0x00);
/* 通過ENC28J60發送數據包 */
enc28j60WriteBuffer(len, packet);
/* 開始發送 */
enc28j60WriteOp(ENC28J60_BIT_FIELD_SET, ECON1, ECON1_TXRTS);
/* 復位發送邏輯的問題 */
if( (enc28j60Read(EIR) & EIR_TXERIF) )
{
enc28j60SetBank(ECON1);
enc28j60WriteOp(ENC28J60_BIT_FIELD_CLR, ECON1, ECON1_TXRTS);
}
}</font>
復制代碼
5 ENC28J60讀操作
讀操作要略比寫操作復雜。寫操作時每次總是從硬件發送緩沖區的起始地址開始操作，而讀操作時需要不斷修改接收緩沖區的讀指針地址，該參數需要通過NextPacketPtr完成，該變量為長度為16的全局變量。讀操作時，先通過寄存器查看是否存在以太網數據包，讀EPKTCNT寄存器便可返回以太網數據包的個數；若存在以太網數據包則設定讀指針的地址，執行讀緩沖區操作，ENC28J60的以太網數據包中前兩個字節為下一個以太網數據包的起始地址，立即保存該參數至NextPacketPtr全局變量中；以太網數據包中的后兩個字節為該數據包的長度，該長度只從目標MAC地址開始的數據包的長度，進行處理時還應該舍棄最后的4字節CRC校驗結果；最重要的事情便是通過讀緩沖區操作碼把len長度的以太網數據讀出，讀出的目標應為軟件緩沖區，例如定義在程序中的rxtx_buf。最后根據NextPacketPtr移動讀指針以便下次操作，并通過操作ECON2的ECON2_PKTDEC位遞減了以太網數據包。
<font size="3">unsigned int enc28j60PacketReceive(unsigned int maxlen, unsigned char* packet)
{
unsigned int rxstat;
unsigned int len;
/* 是否收到以太網數據包 */
if( enc28j60Read(EPKTCNT) == 0 )
{
return(0);
}
/* 設置接收緩沖器讀指針 */
enc28j60Write(ERDPTL, (NextPacketPtr));
enc28j60Write(ERDPTH, (NextPacketPtr)>>8);
/* 接收數據包結構示例 數據手冊43頁 */
/* 讀下一個包的指針 */
NextPacketPtr = enc28j60ReadOp(ENC28J60_READ_BUF_MEM, 0);
NextPacketPtr |= enc28j60ReadOp(ENC28J60_READ_BUF_MEM, 0)<<8;
/* 讀包的長度 */
len = enc28j60ReadOp(ENC28J60_READ_BUF_MEM, 0);
len |= enc28j60ReadOp(ENC28J60_READ_BUF_MEM, 0)<<8;
/* 去除CRC校驗部分 */
len-= 4;
/* 讀取接收狀態 */
rxstat = enc28j60ReadOp(ENC28J60_READ_BUF_MEM, 0);
rxstat |= enc28j60ReadOp(ENC28J60_READ_BUF_MEM, 0) << 8;
/* 限制檢索的長度 */
if (len > maxlen-1)
{
len = maxlen-1;
}
/* 檢查CRC和符號錯誤 */
/* ERXFCON.CRCEN是默認設置。通常我們不需要檢查 */
if ((rxstat & 0x80)==0)
{
//無效的
len = 0;
}
else
{
/* 從接收緩沖器中復制數據包 */
enc28j60ReadBuffer(len, packet);
}
/* 移動接收緩沖區 讀指針*/
enc28j60Write(ERXRDPTL, (NextPacketPtr));
enc28j60Write(ERXRDPTH, (NextPacketPtr)>>8);
/* 數據包遞減 */
enc28j60WriteOp(ENC28J60_BIT_FIELD_SET, ECON2, ECON2_PKTDEC);
/* 返回長度 */
return(len);
}</font>
復制代碼
6 ENC28J60初始化操作
ENC28J60的操作比較瑣碎。第一，進行CS端口的相關配置，即把該端口設置為輸出狀態，該部分代碼可以出現在任何硬件初始化代碼中，例如可以把所有的IO操作放入gpio_config中；第二，進行軟件復位，并通過查詢ESTAT的ESTAT_CLKRDY標志位確定是否復位完成；第二，初始化NextPacketPtr變量，該變量的初值為發送緩沖區的起始地址；第三，配置發送和接收緩沖區的區間；第四，若干參數配置，請看代碼注釋部分，ENC28J60具有自動填充0 的功能，即發送報文長度低于以太網最小報文長度時可以填充0至最小長度；第五，寫入MAC地址，由于ENC28J60內部沒有全球唯一的MAC地址，所以該地址需要軟件填寫。但是這種軟件填寫方式存在缺陷，實際應用中可以含有全球唯一的MAC地址的EEPROM，從EERPOM讀取MAC地址并用該地址初始化ENC28J60；第六，初始化中斷，并使能接收，ENC28J60含有多個中斷，最重要的有全局中斷和數據包帶接收中斷。
<font size="3">void enc28j60Init(unsigned char* macaddr)
{
/* CS端口為輸出 */
DDRB |= (1<<4);
/* 禁止ENC28J60 */
ENC28J60_CSH();
/* ENC28J60軟件復位 該函數可以改進*/
enc28j60WriteOp(ENC28J60_SOFT_RESET, 0, ENC28J60_SOFT_RESET);
/*查詢ESTAT.CLKRDY位*/
while(!(enc28j60Read(ESTAT) & ESTAT_CLKRDY));
/* 設置接收緩沖區起始地址 該變量用于每次讀取緩沖區時保留下一個包的首地址 */
NextPacketPtr = RXSTART_INIT;
/* 設置接收緩沖區 起始指針*/
enc28j60Write(ERXSTL, RXSTART_INIT & 0xFF);
enc28j60Write(ERXSTH, RXSTART_INIT >> 8);
/* 設置接收緩沖區 讀指針*/
enc28j60Write(ERXRDPTL, RXSTART_INIT&0xFF);
enc28j60Write(ERXRDPTH, RXSTART_INIT>>8);
/* 設置接收緩沖區 結束指針 */
enc28j60Write(ERXNDL, RXSTOP_INIT&0xFF);
enc28j60Write(ERXNDH, RXSTOP_INIT>>8);
/* 設置發送緩沖區 起始指針 */
enc28j60Write(ETXSTL, TXSTART_INIT&0xFF);
enc28j60Write(ETXSTH, TXSTART_INIT>>8);
/* 設置發送緩沖區 結束指針 */
enc28j60Write(ETXNDL, TXSTOP_INIT&0xFF);
enc28j60Write(ETXNDH, TXSTOP_INIT>>8);
/* 使能單播過濾 使能CRC校驗 使能 格式匹配自動過濾*/
enc28j60Write(ERXFCON, ERXFCON_UCEN|ERXFCON_CRCEN|ERXFCON_PMEN);
enc28j60Write(EPMM0, 0x3f);
enc28j60Write(EPMM1, 0x30);
enc28j60Write(EPMCSL, 0xf9);
enc28j60Write(EPMCSH, 0xf7);
/* 使能MAC接收 允許MAC發送暫停控制幀 當接收到暫停控制幀時停止發送*/
/* 數據手冊34頁 */
enc28j60Write(MACON1, MACON1_MARXEN|MACON1_TXPAUS|MACON1_RXPAUS);
/* 退出復位狀態 */
enc28j60Write(MACON2, 0x00);
/* 用0填充所有短幀至60字節長 并追加一個CRC 發送CRC使能 幀長度校驗使能 MAC全雙工使能*/
/* 提示 由于ENC28J60不支持802.3的自動協商機制， 所以對端的網絡卡需要強制設置為全雙工 */
enc28j60WriteOp(ENC28J60_BIT_FIELD_SET, MACON3, MACON3_PADCFG0|MACON3_TXCRCEN|MACON3_FRMLNEN|MACON3_FULDPX);
/* 填入默認值 */
enc28j60Write(MAIPGL, 0x12);
/* 填入默認值 */
enc28j60Write(MAIPGH, 0x0C);
/* 填入默認值 */
enc28j60Write(MABBIPG, 0x15);
/* 最大幀長度 */
enc28j60Write(MAMXFLL, MAX_FRAMELEN & 0xFF);
enc28j60Write(MAMXFLH, MAX_FRAMELEN >> 8);
/* 寫入MAC地址 */
enc28j60Write(MAADR5, macaddr[0]);
enc28j60Write(MAADR4, macaddr[1]);
enc28j60Write(MAADR3, macaddr[2]);
enc28j60Write(MAADR2, macaddr[3]);
enc28j60Write(MAADR1, macaddr[4]);
enc28j60Write(MAADR0, macaddr[5]);
/* 配置PHY為全雙工 LEDB為拉電流 */
enc28j60PhyWrite(PHCON1, PHCON1_PDPXMD);
/* LED狀態 */
enc28j60PhyWrite(PHLCON,0x0476);
/* 半雙工回環禁止 */
enc28j60PhyWrite(PHCON2, PHCON2_HDLDIS);
/* 返回BANK0 */
enc28j60SetBank(ECON1);
/* 使能中斷 全局中斷 接收中斷 接收錯誤中斷 */
enc28j60WriteOp(ENC28J60_BIT_FIELD_SET, EIE, EIE_INTIE|EIE_PKTIE|EIE_RXERIE);
/* 接收使能位 */
enc28j60WriteOp(ENC28J60_BIT_FIELD_SET, ECON1, ECON1_RXEN);
}</font>
復制代碼
7 總結
ENC28J60的驅動編寫算是比較復雜的。但是回過頭來看看，其他的以太網驅動芯片的操作和ENC28J60的操作類似，其操作的核心即時數KB的硬件緩沖區。本例不能給出合適的運行范例，因為以太網驅動芯片要配合以太網協議棧來實現，而以太網協議棧內容很多，即使通過uIP或是lwIP也必須面對繁多的基礎知識。ENC28J60的驅動是以太網協議棧實現的基礎，通過ENC28J60還將會分析uIP協議棧，lwIP協議棧的應用。在實現TCP通信之后，還將會結合AVRNET或uIP，lwIP協議棧實現web服務器，通過網頁交換數據。
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