STM32F103驅(qū)動(dòng)ENC28J60實(shí)現(xiàn)裸機(jī)TCP/UDP通信方案
在現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)通信已成為不可或缺的一部分。STM32F103作為一款基于ARM Cortex-M3內(nèi)核的微控制器，憑借其豐富的外設(shè)接口和強(qiáng)大的處理能力，在各類嵌入式應(yīng)用中占有一席之地。而ENC28J60則是一款由Microchip Technology公司制造的高性能、低功耗以太網(wǎng)控制器，集成了MAC（媒體訪問(wèn)控制）和PHY（物理層）功能，支持10Base-T以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，并通過(guò)SPI接口與MCU通信。本文將介紹如何通過(guò)STM32F103驅(qū)動(dòng)ENC28J60實(shí)現(xiàn)裸機(jī)環(huán)境下的TCP/UDP通信。
一、硬件連接與配置
ENC28J60通過(guò)SPI接口與STM32F103連接，具體連接如下：
CS（片選）：連接到STM32F103的一個(gè)GPIO引腳，用于選擇ENC28J60。
RST（復(fù)位）：連接到STM32F103的另一個(gè)GPIO引腳，用于復(fù)位ENC28J60。
INT（中斷）：連接到STM32F103的中斷引腳，用于ENC28J60的中斷信號(hào)。
MISO、MOSI、SCK：分別連接到SPI接口的MISO、MOSI和SCK引腳。
在STM32F103的固件庫(kù)中配置SPI接口為全雙工模式，速率不大于20MHz（ENC28J60的SPI接口時(shí)鐘最大為20MHz）。同時(shí)，配置相應(yīng)的GPIO引腳為輸出（CS、RST）和輸入（INT）。
二、軟件實(shí)現(xiàn)
初始化ENC28J60
在軟件實(shí)現(xiàn)中，首先需要初始化ENC28J60，包括設(shè)置MAC地址、初始化SPI接口、復(fù)位ENC28J60等。以下是一個(gè)初始化ENC28J60的示例代碼：
c
#include "stm32f10x.h"
#include "enc28j60.h"
// MAC地址和IP地址定義
static unsigned char mymac[6] = {0x54, 0x55, 0x58, 0x10, 0x00, 0x24};
static unsigned char myip[4] = {192, 168, 1, 15};
int main(void) {
// 配置系統(tǒng)時(shí)鐘
SystemInit();
// 初始化SPI接口
SPI_Enc28j60_Init();
// 復(fù)位ENC28J60
ENC28J60_Reset();
// 初始化ENC28J60
enc28j60Init(mymac);
// 初始化以太網(wǎng)IP層
init_ip_arp_udp_tcp(mymac, myip);
while (1) {
// 主循環(huán)，處理網(wǎng)絡(luò)通信
}
}
網(wǎng)絡(luò)通信處理
在主循環(huán)中，需要不斷檢查ENC28J60是否有新的數(shù)據(jù)包接收，并根據(jù)數(shù)據(jù)包類型（ARP、IP、UDP、TCP）進(jìn)行相應(yīng)的處理。以下是一個(gè)處理網(wǎng)絡(luò)通信的示例代碼：
c
while (1) {
unsigned int plen = 0;
unsigned char buf[BUFFER_SIZE + 1];
// 接收數(shù)據(jù)包
plen = enc28j60PacketReceive(BUFFER_SIZE, buf);
if (plen == 0) {
continue;
}
// 處理ARP請(qǐng)求
if (eth_type_is_arp_and_my_ip(buf, plen)) {
make_arp_answer_from_request(buf);
continue;
}
// 處理IP數(shù)據(jù)包
if (eth_type_is_ip(buf, plen)) {
// 判斷是UDP還是TCP數(shù)據(jù)包
if (buf[IP_PROTO_P] == IP_PROTO_UDP_V) {
// 處理UDP數(shù)據(jù)包
handle_udp_packet(buf, plen);
} else if (buf[IP_PROTO_P] == IP_PROTO_TCP_V) {
// 處理TCP數(shù)據(jù)包
handle_tcp_packet(buf, plen);
}
}
}
在上述代碼中，handle_udp_packet和handle_tcp_packet函數(shù)分別用于處理UDP和TCP數(shù)據(jù)包。這些函數(shù)需要根據(jù)具體的通信協(xié)議和應(yīng)用需求進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。
三、注意事項(xiàng)
電源管理：ENC28J60的功耗較大，需要確保供電能力足夠。如果僅使用USB接口的5V供電，可能會(huì)導(dǎo)致通信不成功。
網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧：本文中的示例代碼實(shí)現(xiàn)了一個(gè)極其精簡(jiǎn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，僅支持基本的ping、TCP和UDP通信功能。在實(shí)際應(yīng)用中，建議移植相對(duì)完善的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，如LwIP或uIP。
錯(cuò)誤處理：在網(wǎng)絡(luò)通信中，需要處理各種可能的錯(cuò)誤情況，如數(shù)據(jù)包損壞、連接超時(shí)等。
結(jié)論
通過(guò)STM32F103驅(qū)動(dòng)ENC28J60實(shí)現(xiàn)裸機(jī)環(huán)境下的TCP/UDP通信是一種經(jīng)濟(jì)且實(shí)用的方法。本文介紹了硬件連接與配置、軟件實(shí)現(xiàn)以及注意事項(xiàng)等方面的內(nèi)容。希望這些內(nèi)容能夠幫助讀者在嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信功能。
下載文檔
