W5100在嵌入式系統(tǒng)中實現(xiàn)TCP/IP網(wǎng)絡通信的應用

摘要：W5100是WIZnet公司最新推出的固件網(wǎng)絡芯片，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)絡協(xié)議；支持4個獨立的Socket通信，內(nèi)部16K字節(jié)的發(fā)送/接收緩沖區(qū)可快速進行數(shù)據(jù)交換，最大通信速率達到25Mbps；提供多種總線（兩種并行總線和SPI總線）接口方式，可以很方便地與各種單片機連接。
關鍵詞： W5100，TCP/IP協(xié)議，以太網(wǎng)，單片機

引言

我們原來介紹過W3150A網(wǎng)絡芯片，由于W3150A使用時還必需要在外面接一個以太網(wǎng)物理層接口器件(RTL8201CP)，增加了使用時的硬件難度，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不僅保留了原來與MCU接口的并行總線接口，還增加了SPI串行總線接口。

W5100器件的推出，大大簡化了硬件電路設計，使單片機系統(tǒng)在沒有操作系統(tǒng)的支持下，真正實現(xiàn)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，直接總線接口、間接總線接口和SPI總線；
? 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個獨立的端口（Sockets）連接；
? 內(nèi)部16K字節(jié)存儲器作TX/RX緩存；
? 內(nèi)嵌10BaseT/100BaseTX以太網(wǎng)物理層，支持自動應答（全雙工/半雙工模式）；
? 支持自動極性變換（MDI/MDIX）；
? 多種指示燈輸出（Tx，Rx，F(xiàn)ull/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)絡考勤機/門禁系統(tǒng)

W5100在網(wǎng)絡考勤機/門禁系統(tǒng)中的應用如圖2所示，使用MCS-51單片機以直接總線方式與W5100接口，組成了一個具有網(wǎng)絡功能的考勤機/門禁設備，這種考勤機/門禁系統(tǒng)廣泛應用在公司寫字樓、商場/超市、住宅小區(qū)等場所的管理。

考慮到考勤機/門禁系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量不大，數(shù)據(jù)傳輸速率相對于其它實時系統(tǒng)來說不是很高，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，使硬件系統(tǒng)更加簡單。