以太网控制芯片W5100的存储装置设计

摘要：利用MSP430系列单片机直接控制以太网控制芯片W51000进行数据传输和存储，给出了系统的工作原理、硬件连接和软件实现方法。该装置通过双绞线与计算机相连，可以实现远距离、快速的数据传输及存储。
关键词：W5100；MSP430；数据存储

引言
网络的开放性和全球化，促进了人类知识的共享和经济的全球化。以太网技术以其灵活方便的连接方式、良好的开放性、高效、成本低等优点，已经广泛地应用于各种计算机网络，并且还在不断地发展。目前，网络技术在电子产品中的应用越来越广，更多的设备需要提供网络接口，以方便与外部互联通信。
随着技术的不断发展，越来越多的测试系统、控制机构等都需要实时地、快速地并且远距离地传输数据。传统的存储装置利用RS232、RS485等串口，数据传输速率非常有限，面对大数据量实时传输的要求显得无能为力。现在流行的USB总线可以达到非常高的传输速率，但传输距离有较大的限制。利用以太网接口实现快速、远距离的数据传输和存储是一种非常好的解决方法。

1 系统硬件设计
系统结构框图如图1所示。该存储装置由双绞线接口RJ45口、以太网接口芯片W5100、TI公司的MSP430系列单片机MSP430FG4618、电源模块、串口读数口等组成。计算机通过自身的网卡及网线与该存储设备相连。RJ45口采用集成网络变压器的13F-60FGYDPNW2NL，可以减少硬件平台的面积，并且使连接更方便。这种网口自带两个小灯，可以直观地显示双绞线的连接情况和数据的传输情况。

、写信号线、片选信号、中断信号INT分别与单片机的通用I／O引脚相连。W5100上的复位引脚采用低电平复位，至少要保持20 ms的复位时间，此处采用阻容电路对其进行复位。调节电阻值到10 kΩ，电容值到10μF。

W5100供电电压为3．3 V和1．8 V，其中1．8 V可由芯片内部线性稳压电源产生，外接滤波电路后供回芯片。W5100通过异步数据地址等接口与单片机相接。芯片的以太网物理单元通过接收RXIP／RXIN和发送TXOP／TXON，将网络接口RJ45和双绞线接入到计算机当中。
W5100与单片机的接口方式有3种：直接总线接口模式、间接总线接口模式和SPI模式。其中，直接总线接口模式适用于大数据量传输的情况；SPI模式的接口连线较少，适用于数据量不大、传输速率相对较低的情况；间接总线接口模式下的数据传输性能则介于两者之间。在本系统中选用直接总线接口模式，以最大限度地提高数据的传输速率。