基于STM32的嵌入式以太网接口设计详解

本文主要介绍了基于STM32F103ZET6单片机和DM9000以太网控制芯片的嵌入式以太网接口设计。首先，文章指出单片机和以太网芯片的电源、晶振和复位系统通常与其他嵌入式系统类似，因此这部分内容并未详细描述。 重点在于接口硬件设计部分。DM9000芯片提供了8位和16位两种数据位宽，本文选择16位数据位宽，通过ECCS（pin21）悬空。数据线SD0~SD15直接连接到STM32的FSMC0~FSMC15，使得DM9000被当作存储器进行读写，通过ISR寄存器的bit[7]位可以检测这种模式。接口电路原理图展示了这些连接，包括片选信号线CS和FSMC_NE2，读写信号线IOR(WR)与单片机的FSMC_NOE和FSMC_NEW相连，以及INT引脚连接到STM32的FSMC_INT2用于接收网卡数据。 RJ45插口内置隔离变压器，确保系统电气隔离，防止外部干扰。CMDS信号用来区分是数据传输还是命令，它连接到STM32的FSMC_A7引脚，通过FSMC控制器的地址来决定DM9000的操作，如写命令或写数据。通过这种方式，可以把DM9000视为有两个地址的SRAM，命令端口地址和数据端口地址根据FSMC_A7的值进行计算。 接着，文章定义了一个结构体DM9000_TypeDef来描述DM9000的地址结构，以及宏BASE用来指代基地址，这个地址用于访问结构体中的数据。通过宏，程序能够方便地访问DM9000的不同区域。 在FSMC驱动DM9000的实现部分，关键操作包括CMD、D0~D15、WR、RD和CS，操作过程遵循与SRAM类似的时序，但DM9000特有的是CMD信号而非地址信号。给出了读写时序图，展示具体的操作流程。 整体来说，该设计旨在推动嵌入式设备的网络化发展，通过STM32的处理能力和DM9000的网络功能，实现了高效、可靠的数据通信，特别是通过TCP通信实验验证了其性能优势，包括快速传输、低丢包率和高可靠性。设计的关键技术包括单片机初始化、数据封装和解析、FSMC的并行读写以及TCP协议的应用。