蘇州網絡連接器參數
發布時間：2022-11-18 01:39:46
蘇州網絡連接器參數
引言隨著Internet 的出現和以太網的迅速發展， 基于以太網的設備控制越來越多。目前市場上大部分以太網控制器采用的封裝均超過80 引腳， 如RTL8019AS、DM9008、CS8900A 等。這些器件不僅結構復雜， 面積龐大， 且系統開銷較大。近來， Microchip推出全球首枚28 引腳獨立以太網控制器ENC28J60, 可為嵌入式系統提供低引腳數、低成本、精簡的遠程通訊解決方案。設計了以ENC28J60 為核心的以太網接口實現方案， 描述了該系統硬件架構的設計方法。在簡要介紹了以太網控制器ENC28J60 的結構、功能、外圍電路的基礎上， 對ENC28J60Atmega16 的SPI 通訊進行了闡述。此方案不僅成本低， 而且可以實現500Kbps 以上的傳輸速率， 滿足了嵌入式系統的Internet 控制要求。2 ENC28J60 網絡接口體系結構ENC28J60 是帶有行業標準串行外設接口(Serial PeripheralInterface, SPI)的獨立以太網控制器。它符合IEEE 802.3 的全部規范， 采用了一系列包過濾機制以對傳入數據包進行限制。它還提供了一個內部DMA 模塊， 以實現快速數據吞吐和硬件支持的IP 校驗和計算。與主控制器的通信通過兩個中斷引腳(INT和WOL)和SPI 腳(SO、SI、SCK、CS)實現， 數據傳輸速率高達10Mb/s.兩個專用的引腳(LEDA、LEDB)用于連接LED, 進行網絡活動狀態指示。圖1 所示為ENC28J60 的典型應用電路。ENC28J60 由7 個主要功能模塊組成：SPI 接口， 充當主控制器和ENC28J60 之間通信通道; 控制寄存器， 用于控制和監視ENC28J60; 雙端口RAM緩沖器， 用于接收和發送數據包; 判優器， 當DMA、發送和接收模塊發出請求時對RAM緩沖器的訪問進行控制; 總線接口， 對通過SPI 接收的數據和命令進行解析;MAC 模塊：實現符合IEEE 802.3 標準的MAC 邏輯; PHY 模塊， 對雙絞線上的模擬數據進行編碼和譯碼。ENC28J60 還包括其他支持模塊， 諸如振蕩器、片內穩壓器、電平變換器(提供可以接受5V 電壓的I/O 引腳)和系統控制邏輯。根據以上說明， ENC28J60 應用于嵌入式網絡接口是非常合適的， 有廣闊的應用發展前景。3 ENC28J60 在嵌入式網絡接口的應用3.1 硬件電路設計利用ENC28J60 可以構成不同功能的網絡終端節點， 如網絡服務器、帶Internet 功能的設備、遠程監控(數據采集， 診斷)設備等。圖2 所示為基于ENC28J60 的嵌入式網絡接口的硬件電路原理圖。電路中有：2 個LED 狀態指示燈主要用來顯示網絡連接狀態， 包括PHY 是否沖突、連接是否建立、是否接收數據、連接速度、雙工模式等; 必需的偏置電阻R3(2kΩ， 精度為1%);高速局域網電磁隔離模塊(即RJ45 以太網接口)， 應用中，ENC28J60 的物理端口與隔離變壓器HR901170A 連接時必須符合IEEE802.3 對物理層規范的要求， 如RJ45 的插孔與隔離變壓器的間隔應盡量小， 輸出和輸入差分信號對的走線要有很好的隔離。電路中的主控制器采用Atmel 公司的ATmega16 單片機，它具有先進的RISC(精簡指令集計算機)結構、16 kB 可編程Flash 存儲器、512 B 的EEPROM和1 kB 片內SRAM, 具有豐富的外設接口， 其SPI 接口允許ATmega16 與外設進行高速的同步數據傳輸。本設計中ATmega16 SPI 配置為主機模式，ENC28J60 為從設備。ATmega16 的SPI 工作模式由CPOL、CPHA 設置， 根據ENC28J60 的SPI 讀寫時序， ATmega16 的SPI工作模式應設置為模式0.ATmega16 通過將ENC28J60 的CS引腳置低實現與其的同步。SPI 時鐘由寫入到SPI 發送緩沖寄存器的數據啟動， SPI MOSI(PB5)引腳上的數據發送秩序由寄存器SPCR 的DORD 位控制， 置位時數據的LSB(最低位)首先發送， 否則數據的MSB(最高位)首先發送。我們選擇先發送MSB,同時接收到的數據傳送到接收緩沖寄存器， CPU 進行右對齊從接收緩沖器中讀取接收到的數據。應該注意， 當需要從ENC28J60 中讀取多個數據時， 即使ENC28J60 并不需要ATmega16 串行輸出的數據， 每讀取一個數據前都要向SPI 發送緩沖器寫一個數據以啟動SPI 接口時鐘。由于SPI 系統的發送方向只有1 個緩沖器， 而在接收方向有2 個緩沖器， 所以在發送時一定要等到移位過程全部結束后， 才能對SPI 數據寄存器執行寫操作; 而在接收數據時， 需要在下一個字節移位過程結束之前通過訪問SPI 數據寄存器讀取當前接收到的數據， 否則第1 個數據丟失。3.2 ENC28J60 軟件初始化在使用ENC28J60 發送和接收數據包前， 必須對器件進行初始化設置。根據不同的應用， 一些配置選項可能需要更改。初始化設置工作包括接收和發送緩沖器、接收過濾器、晶振啟動時間、MAC 寄存器、PHY 寄存器。初始化芯片之前先關閉單片機的中斷輸入， 對RESET 引腳給定一個持續的低電平復位信號， 然后對相應的寄存器進行設置。設置完成所有需要的寄存器后， 判斷以太網狀態中的時鐘啟動標志位是否置位， 然后開中斷。系統初始化后進入主程序循環， 包括單片機的控制作用和網絡數據傳輸。對于以太網傳輸部分來說。主要有兩個作用：一是對要發送的數據按照以太網數據幀格式進行封裝并發送; 二是對接收的以太網數據幀進行解包， 供應用程序使用。3.3 ENC28J60 發送數據包在進行數據包發送或接收時， 要先對寫緩沖存儲器(WriteBuffer Memory, WBM)命令掌握。WBM允許主控制器將字節寫入8KB 發送和接收緩沖存儲器。如果ECON2 寄存器中的AUTOINC 位置1, 那么在寫完每個字節的最后一位之后，EWRPT 指針將會自動地遞增指向下一個地址(當前地址加1)。如果寫入地址1FFF 且AUTOINC 置1, 則寫指針加1 指向0000h.將CS 引腳拉為低電平啟動WBM命令。然后將WBM操作碼及隨后的5 位常量1Ah 送入ENC28J60.在發送WBM命令和常量之后， 由EWRPT 指向的存儲器中的數據將移入ENC28J60, 首先移入最高位。在接收到8 個數據位后， 如果AUTOINC 置1, 寫指針將自動遞增。主控制器可以繼續在SCK引腳提供時種信號、在SI 引腳發送數據同時保持/CS 為低電平， 從而可以連續寫入存儲器。當AUTOINC 被使能時， 以該方式就可以連續地向緩沖存儲器寫入字節而無需多余的SPI命令。拉高CS 引腳電平可結束WBM命令。在WBM操作期間，SO 引腳一直為高阻態， WBM操作時序， 請參見圖3.ENC28J60 內的MAC 在發送時會自動生成前導符和幀起始定界符。此外， MAC 可根據配置生成填充(如果需要)和CRC字段。主控制器必須生成所有其他幀字段， 并將它們寫入緩沖存儲器， 以待發送。此外， ENC28J60 還要求在待發送的數據包前添加一個包控制字節。主控制器應：1.正確編程ETXST 指針，使之指向存儲器中未用的單元。它將指向包控制字節， 在本設計方案中， 指針應編程為0120h; 2.使用WBM SPI 命令寫入包控制字節、目標地址、源MAC 地址、類型/ 長度和數據有效負載; 3.正確編程ETXND 指針。它應指向數據有效負載的最后一個字節， 在本設計方案中， 指針應編程為0156h; 4.將EIR.TXIF位清零、將EIE.TXIE 位和EIE.INTIE 位置1 允許在發送完成后產生中斷(如果需要); 5.將ECON1.TXRTS 位置1 開始發送。如果在TXRTS 位置1 時正在進行DMA 操作， ENC28J60 會等待DMA 操作完成再發送。這種等待是必需的， 因為DMA 和發送引擎共享同一個存儲器訪問端口。同樣如果在TXRTS 已置1后， ECON1 中DMAST 位才置1, DMA 在TXRTS 位清零前不會采取任何動作。如果正在進行發送， 不應通過SPI 讀取或寫入任何待發送的字節。主控制器將TXRTS 位清零可取消發送。如果數據包發送完成或因錯誤取消而中止發送， ECON1.TXRTS位會被清零， 一個7 字節的發送狀態向量將被寫入由ETXND +1 指向的單元， EIR.TXIF 會被置1 并產生中斷(如果允許)。要驗證數據包是否成功發送， 應讀取ESTAT.TXABRT 位。如果該位置1, 主控制器在查詢發送狀態向量的各個字段外， 還應查詢ESTAT.LATECOL 位， 以確定失敗的原因。下面給出寫數據包的源代碼：3.3 ENC28J60 接收數據包假設接收緩沖器已完成初始化， MAC 已正確配置而且接收過濾器已配置為接收以太網數據包， 主控制器應該：1.如果需要在接收到數據包時產生一個中斷， 就要將EIE.PKTIE 位和EIE.INTIE位置1; 2. 如果需要在由于緩沖空間不足導致數據包丟失時產生一個中斷， 就要將EIR.RXERIF 位清零， 并將EIE.RXERIE位和EIE.INTIE 位置1; 3. 通過將ECON1.RXEN 位置1使能接收。在將RXEN 置1 后， 將不能修改雙工模式和接收緩沖器起始和結束指針。此外， 要阻止不期望接收的數據包， 在更改接收過濾器配置寄存器(ERXFCON) 和MAC 地址前建議將RXEN 清零。在使能接收后， 沒有過濾掉的數據包將寫入循環接收緩沖器。任何不符合過濾條件的數據包將被丟棄， 但主控制器無法識別一個數據包已被丟棄。當接收到一個數據包并將其完整寫入緩沖器時， EPKTCNT 寄存器將遞增， EIR.PKTIF 位將置1, 并產生一個中斷(如果允許)， 同時硬件寫指針ERXWRPT 自動遞增。
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摘要：為了實現嵌入式以太網通信，使用以太網控制芯片DM9000A和單片機MSP430F5529，組成了嵌入式以太網接口，實現了網絡通信，其中單片機完成自身以及以太網控制芯片的初始化、數據的封包和收發控制，而DM9000A芯片負責網絡數據的發送和接收。詳細介紹了系統的硬件構成框圖和硬件設計，給出了實際的接口電路，重點描述了單片機和DM9000A芯片之間的軟件接口程序設計，并給出了網絡通信協議的應用方法。實驗結果表明，該設計體積小、接口簡單、速度快、功耗低，具有很高的推廣價值。隨著嵌入式技術和網絡技術的發展及以太網的廣泛應用，以太網接口在嵌入式系統中的應用越來越廣泛，網絡化成為未來設備發展的一個重要方向，各種嵌入式設備已經成功滲透到各個領域，并逐漸朝著網絡化、智能化的方向發展。以太網以其在實時性、可靠性、標準化等方面的卓越性能及其便于安裝、維護簡單、不受通信距離限制等優點，已發展成為一種成熟的技術。本文以MSP430F5529單片機和以太網控制器DM9000A為硬件組成，通過軟件編程，和上位機實現了UDP協議的網絡通信。1 硬件設計DM9000A是DAVICOM公司推出的一款高速以太網接口芯片，是完全集成的和符合成本效益單芯片快速以太網MAC控制器，其被設計為低功耗、高處理性能，而其操作又非常簡單，具有通用的處理器接口，可以與多種處理器直接連接，數據總線寬度可設置為8 b和16 b，支持3．3 V和5 V電源模式。MSP430F5529單片機是TI公司的一款超低功耗單片機。該芯片采用低功耗設計，具有五種低功耗模式，從低功耗模式到喚醒模式的轉換時間小于6μs，其獨特的時鐘設計，每個時鐘都可以打開或關閉，從而實現對整體功耗的控制。供電電壓范圍為1．8～3．6 V，具有強大的中斷功能，集成了較豐富的片內外設和較多的I／O端口，提高了對外圍設備的開發能力。在本設計中，單片機MSP430F5529控制整個系統的運行，以太網控制器DM9000A實現網絡傳輸的低層功能。單片機完成對DM9000A的初始化，并將需要發送的數據按協議要求進行以太網幀封裝，發送給DM9000A；以中斷的方式接收網絡數據，并對接收到的數據進行解析，對有用數據進行處理。DM9000A接收從單片機發送來的數據，將數據通過RJ45傳送到遠程主機，并通過RJ45接收從遠程主機發送來的數據，將數據初步解析后保存在緩存中，然后向單片機發出中斷信號，由單片機來完成對數據的讀取。系統的硬件設計框圖如圖1所示。系統中單片機和以太網控制器都采用3．3 V來供電。單片機作為系統的主控芯片，和DM9000A之間采用8 b模式(將EECS腳接一個10 kΩ的上拉電阻)，使用P6端口和DM9000A的數據端口相連接，傳輸數據或地址數據，無需電平轉換；P1．0腳和CMD相連，為高時為數據讀／寫操作，為低時為地址讀／寫操作；P1．1腳和INT腳相連，作為單片機的數據讀取中斷信號；P1．2，P1．3腳分別和IOR腳、IOW腳相連，用于控制讀或寫操作，低電平有效，即在信號的上升沿進行讀(IOR)寫(IOW)操作；P1．4腳和CS腳相連，作為DM9000A的片選信號。2 DM9000A芯片操作DM9000A的讀／寫操作與一般的異步存儲器相同，圖2和圖3分別顯示了DM9000A的讀／寫時序。
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RJ45連接器由插頭(連接器、水晶頭)和插座(模塊)組成，插頭有8個凹槽和8個觸點，水晶頭要求RJ45具有良好的導電性能;觸點三叉簧鍍金厚度為50μm，符合超5級傳輸標準，符合T568A和T568B線序。必須防止松動,插頭拔掉,自鎖和其他功能,RJ45插座經常使用防滑插頭護套,用于保護插頭,防打滑,容易堵塞,另外,它有多種顏色選擇,可以提供相同的顏色作為嵌入式圖標,以便促進正確的連接。RJ45連接器應具有低而穩定的接觸阻抗。連接器的接觸電阻從幾毫歐姆到幾十毫歐姆不等，電阻值主要受接觸材料、正壓、表面狀態、使用中的電壓和電流等因素影響。RJ45連接器的插頭不是屏蔽的就是屏蔽的。屏蔽型RJ45連接器插頭由屏蔽包層覆蓋，外觀與非屏蔽型插頭相同。適用于各種設備/場景:知名攝影設備的視頻和功率傳輸和無線圖像傳輸設備。一般電話連接器屬于RJ11,公司在美國的開始開發插件的通用名稱,原名WExW外觀6針,WE6W使用所有6個聯系人,和WE2W只用中間兩針,后來成為一個RJ系列連接器。
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關于網線的基本知識掃盲，本文教您認識網線、網線的種類，網線的接法，水晶頭的快速制作，以及一些與網線有關的常見問題。一、網線的種類。我們常見的網線有雙絞線、同軸電纜、光纜(光纖)等。接頭通常我們通常叫做水晶頭，接口為RJ45接口，它又有STP和UTP兩種，我們常用的是UTP。首先說到雙絞線，就是我們平常使用的那種一塊錢一米的普通網線，通常雙絞線都是8根線，為了減少信號衰減、以及讓傳輸的距離更遠一些，所以每2根絞在一起，組成了4對，即為雙絞線。這種普通網線的理論最遠的傳輸距離是100-150米。網線的芯的粗細、含銅量，決定了網線的傳輸距離，一般來講，越粗、含銅越高，質量越好。其次雙絞線又分為STP和UTP，STP即“屏蔽雙絞線|，其中有金屬隔膜，可減少信號干擾，但價格較貴，一般幾塊錢一米甚至十幾塊。而UTP呢就是“非屏蔽雙絞線”，也就是沒有這層隔離膜，所以質量遠不如STP，這種線一般也就一塊錢一米。除了雙絞線外，還有更好的同軸電纜，以及目前我們最喜歡的光纖了。同軸電纜，是由一層層的絕緣線包裹著中央銅導體的電纜線。它的特點是抗干擾能力好，傳輸數據穩定，價格也便宜，同樣被廣泛使用，如閉路電視線等。同軸細電纜線一般市場售價幾元一米，不算太貴。同軸電纜用來和BNC頭相連，市場上賣的同軸電纜線一般都是已和BNC頭連接好了的成品，大家可直接選用。光纜，也就是光纖，補充下，很多人念”光千“，正確的是念”光鮮“，我以前也經常犯這個錯誤。光纖也就不用我多說了，是目前最理想的傳輸線纜。二、網線的線序現在流傳最廣的，就是100M網線頭的卡法。將網線頭有卡的那一面朝下，有銅片的那一端朝外，從左面開始數起，分為12345678。橙白、橙、藍白、綠、綠白、藍、棕白、棕。這是百兆的標準線序。三、網線是8根全有用嗎?不是。網絡的傳輸只會用到其中的4根。按著上面說的順序，1、2、3、6，網絡傳輸只使用這4根。也就是說，我們只使用其中的4條線，同樣可以實現聯網的目的。四、我把網線中的4根用來聯網，剩下的4根當電話線用，可以不?當然可以。在裝修的時候，建議您先布網線，這樣您可以選擇的余地就大了很多。五、網線可以接頭不?可以。但是不建議。因為這樣會加強一些信號的衰減，會影響傳輸距離。有兩種接頭方法，一種是可以拔插的連接器，如下圖。另一種就是直接像接電線那樣擰在一起即可，不過要注意順序，不能亂接，而且穩定性也不高。六、在戶外和室內用的網線上有說法嗎?有的，戶外布線，建議您使用戶外網線，戶外網線在外皮上會有些不同，有的戶外網線，里面還會多一根線，叫做拉筋，用來保持網線遇到強烈的外力的時候，里面的線不會斷。七、終極教程：水晶頭的做法。做水晶頭，首先得有一把壓線鉗，最前端是剝線口，它用來剝開雙絞線外殼。中間是壓制RJ-45頭工具槽，這里可將RJ-45頭與雙絞線合成。離手柄是鋒利的切線刀，此處可以用來切斷雙絞線。網線的做法有兩種標準，568A和568B，文章開頭圖片展示的是568B的線序。標準568A：綠白-1，綠-2，橙白-3，藍-4，藍白-5，橙-6，棕白-7，棕-8。標準568B：橙白-1，橙-2，綠白-3，藍-4，藍白-5，綠-6，棕白-7，棕-8。在整個網絡布線中應用一種布線方式，但兩端都有RJ45端頭的網絡連線無論是采用端接方式A，還是端接方式B，在網絡中都是通用的。實際應用中，大多數都使用T568B的標準，通常認為該標準對電磁干擾的屏蔽更好。如果是計算機與交換機或HUB相連，則兩頭都做568a，或兩頭都做568b。如果是兩臺計算機互連或ADSL MODEM與HUB連接，則需要一頭做568a，另一頭做568b，也就是常說的1和3，2和6互換了。另外，計算機通訊只使用1，3，2，6這四根線(也就是橙白、橙、綠白、綠，分別對應標準568A及標準568B線序即可)，因此，可以用其他4根作電話線，以節約布線成本。