STM32F207和DM9161A的以太网实现方案

摘要：电力抄表系统常通过网络采集和传输电网中的谐波等信息。本文提出了一种适合电力系统的网络设计方案。在STM32F207和DM9161A为核心的硬件平台上，完成了LwIP协议栈的移植，实现了远程终端和上位机通信。使电力系统更具实时性与交互性，并保证了通信的可靠性。
关键词：电力系统；LwIP协议；以太网

引言
随着经济的迅猛发展，用电需求量及电力负荷急剧增大，谐波作为目前电网中影响最为重要的一项指标，对电力系统的影响越来越产重。通过网络传输采集和分析谐波数据，以实现对谐波的有效监测，便于更有效地控制谐波对电子系统的危害。
本文给出了基于STM32F207及DM9161A的以太网具体实现方案，为电力系统设备提供便捷高效的网络实现方法。

1 硬件的实现
基于STM32F207的以太网接口实质是内部的MAC单元控制PHY的过程，两者通过MII／RMII接口传送数据。
MAC(Media Access Control)即媒体访问控制子层协议。该协议位于OSI七层协议中数据链路层的下半部分，主要负责控制与连接物理层的物理介质。
PHY(Physical Layer)是物理接口收发器，它实现物理层的数据编码与解码，直接提供可使用的数据流到MAC层。
MII(Media Independent Interface，媒体独立接口)是指在不对MAC硬件重新设计或替换的情况下，任何类型的PHY设备都可以正常工作；RMII(Reduced Media Independant Interface，简化媒体独立接口)，是标准的以太网PHY接口之一。
MII数据接口总共需要16个信号，由于其信号线较多，在实际中应用较繁琐。而RMII只需要7根信号线，大大减少了实际的物理连线，有效地降低了硬件的复杂度及成本。因此，此次实现采用RMII物理层接口。
意法半导体公司的STM32F207系列处理器自带IEEE802．3的MAC，只需增加PHY物理层芯片就可以连接到TCP／IP网络，此次实现是基于STM32F207ZGT6处理器。
STM32F207以太网接口的特性如下：
◆支持10 Mb／s和100 Mb／s速率；
◆专用的DMA控制器能够高速地传输数据；
◆支持VLAN模式；
◆半双工／双工模式；
◆支持MAC控制层；
◆内置32位CRC校验。
STM32F207的以太网连接方式有MII和RMII两种接口，以下以RMII接口方式概述DM9161A与STM32F207处理器的硬件连接。