W5100在嵌入式系統中實(shí)現TCP/IP網(wǎng)絡(luò )通信的應用

摘要：W5100是WIZnet公司最新推出的固件網(wǎng)絡(luò )芯片，它是在W3150A+的基礎上，集成了以太網(wǎng)物理層RTL8201CP核，因此W5100集TCP/IP協(xié)議棧、以太網(wǎng)MAC和PHY為一體。W5100支持TCP，UDP，ICMP，IGMP，IPv4，ARP，PPPoE，Ethernet等網(wǎng)絡(luò )協(xié)議；支持4個(gè)獨立的Socket通信，內部16K字節的發(fā)送/接收緩沖區可快速進(jìn)行數據交換，最大通信速率達到25Mbps；提供多種總線(xiàn)（兩種并行總線(xiàn)和SPI總線(xiàn)）接口方式，可以很方便地與各種單片機連接。
關(guān)鍵詞： W5100，TCP/IP協(xié)議，以太網(wǎng)，單片機

引言

我們原來(lái)介紹過(guò)W3150A網(wǎng)絡(luò )芯片，由于W3150A使用時(shí)還必需要在外面接一個(gè)以太網(wǎng)物理層接口器件(RTL8201CP)，增加了使用時(shí)的硬件難度，因此Wiznet公司最新推出了W5100，將TCP/IP協(xié)議棧、以太網(wǎng)的MAC和PHY三種功能集為一體。W5100不僅保留了原來(lái)與MCU接口的并行總線(xiàn)接口，還增加了SPI串行總線(xiàn)接口。

W5100器件的推出，大大簡(jiǎn)化了硬件電路設計，使單片機系統在沒(méi)有操作系統的支持下，真正實(shí)現了單芯片接入Internet的理想。

芯片介紹
W5100有如下特性：
? 與MCU多種接口選擇，直接總線(xiàn)接口、間接總線(xiàn)接口和SPI總線(xiàn)；
? 支持硬件TCP/IP協(xié)議： TCP, UDP, ICMP, IGMP, IPv4, ARP, PPPoE, Ethernet；
? 支持ADSL連接 (支持PPPOE協(xié)議，帶PAP/CHAP驗證)；
? 支持4個(gè)獨立的端口（Sockets）連接；
? 內部16K字節存儲器作TX/RX緩存；
? 內嵌10BaseT/100BaseTX以太網(wǎng)物理層，支持自動(dòng)應答（全雙工/半雙工模式）；
? 支持自動(dòng)極性變換（MDI/MDIX）；
? 多種指示燈輸出（Tx，Rx，Full/Duplex，Collision，Link，Speed）；
? 0.18µm CMOS工藝；
? 3.3V工作電壓，I/O口可承受5V電壓；
? LQFP80無(wú)鉛封裝，符合環(huán)保要求。

W5100的結構如圖1所示。

典型應用

1．網(wǎng)絡(luò )考勤機/門(mén)禁系統

W5100在網(wǎng)絡(luò )考勤機/門(mén)禁系統中的應用如圖2所示，使用MCS-51單片機以直接總線(xiàn)方式與W5100接口，組成了一個(gè)具有網(wǎng)絡(luò )功能的考勤機/門(mén)禁設備，這種考勤機/門(mén)禁系統廣泛應用在公司寫(xiě)字樓、商場(chǎng)/超市、住宅小區等場(chǎng)所的管理。

考慮到考勤機/門(mén)禁系統的數據量不大，數據傳輸速率相對于其它實(shí)時(shí)系統來(lái)說(shuō)不是很高，因此單片機可以采用SPI接口與W5100連接。而讀卡器芯片TRH031M也可用使用SPI接口，因此它們可以共用總線(xiàn)，使硬件系統更加簡(jiǎn)單。