MC9S12NE64型單片機的以太網(wǎng)連接應用介紹

摘要：本文分析基于單片機的以太網(wǎng)連接方案，介紹MC9S12NE64型16位單片機的特性及其最小系統的硬件設計，給出MC9S12NE64的初始化過(guò)程、主程序和TCP／IP協(xié)議棧實(shí)現的思想。

1 引言

　　隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)的出現和以太網(wǎng)的迅速發(fā)展，基于以太網(wǎng)的設備控制越來(lái)越多，發(fā)展也越來(lái)越快。目前，以太網(wǎng)(EtImmet)已經(jīng)廣泛地應用于各種計算機網(wǎng)絡(luò )，通過(guò)以太網(wǎng)及TCP／IP協(xié)議?？梢允共煌木W(wǎng)絡(luò )設備實(shí)現互連、交換數據。

　　用以太網(wǎng)實(shí)現嵌入式系統的網(wǎng)絡(luò )連接有多種方案。傳統的多器件以太網(wǎng)連接方案是通過(guò)MCU擴展以太網(wǎng)控制器來(lái)實(shí)現的，必要時(shí)還需要擴展外部RAM和 ROM。雖然這種方案應用起來(lái)不是很困難，但所用外部元件數量較多，系統開(kāi)銷(xiāo)較大。穩定性不高。為了解決傳統方案的不足，本文討論以集成以太網(wǎng)MAC層和物理層的16位單片機MC9S12NE64來(lái)實(shí)現單器件以太網(wǎng)連接。與多器件方案相比．單器件連接方案具有所用外部元件少、系統開(kāi)銷(xiāo)小、穩定性高、設計時(shí)間短等一系列優(yōu)點(diǎn)。

2 MC9S12NE64簡(jiǎn)介

　　MC9S12NE64是Freescale公司生產(chǎn)的基于HCSl2 CPU內核的16位單片機，利用它可以方便地實(shí)現單器件以太網(wǎng)連接，構成一個(gè)完整的終端節點(diǎn)。MC9S12NE64的內部功能模塊框圖如圖1所示，主要特性如下：

　　采用高性能16位HCSl2CPU內核，3．3V下工作頻率可達25MHz或10MIPS，具有優(yōu)化的C語(yǔ)言體系結構，可以生成十分簡(jiǎn)潔的代碼。

　　帶有片上調試接口，可以進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)仿真和調試，而無(wú)需仿真器。

集成了64KB的nash內存和8KB的靜態(tài)RAM，能夠滿(mǎn)足大多數的應用場(chǎng)合。如果需要還可進(jìn)行外部擴展。

集成了10／100Mbps以太網(wǎng)媒介訪(fǎng)問(wèn)控制器(EMAC)，內置標準的媒介獨立接口(MII)，可以實(shí)現地址識別及過(guò)濾、以太類(lèi)型過(guò)濾，支持半雙工和全雙工通信，具有和8KB RAM共用可配置的EMAC緩沖區，包括一個(gè)發(fā)送緩沖區和兩個(gè)接收緩沖區，MC9S12NE64的RAM以2倍于CPU的速度運行，使得CPU和EMAC 緩沖區可以交叉存取數據。

集成了10／100Mbps以太網(wǎng)物理層(EPHY)，支持自動(dòng)協(xié)商模式，支持半雙工和全雙工的通信。并具有自診斷功能。

帶有8通道10位模數轉換器fADC)、4通道16位定時(shí)器、2個(gè)串行通信接口(SCI)，1個(gè)高速串行外設接口(SPI)、1個(gè)具有256種時(shí)鐘速度選項的I2C接口，具備使用鎖相回路的時(shí)鐘及復位發(fā)生器(CRG)模塊，有多達70個(gè)通用I／O口。具有80引腳TQFP-EP和112引腳LQFP兩種封裝。