基于W5100以太网接入设备的设计

　　引言

　　随着人们生活水平的提高及科学技术的不断发展，以太网无不渗透到日常生活的每个角落，如使用电脑上网、手机上网、网络电视、远程登录等。如何让电饭煲、洗衣机、电冰箱、微波炉等家电设备接入以太网就成为人们关心的话题。因此，设计出一款简单、可靠、廉价、实用的以太网接入设备来实现家用电器接入以太网显得尤为重要。下面主要介绍以太网接入设备的硬件及软件设计。

　　硬件设计

　　以太网接入设备硬件电路主要由微处理器(LPC2214)、固件网络芯片(W5100)、键盘显示电路、AC/DC电源变换电路、串口电平变换电路(MAX232)及以太网变量器等组成，其原理框图如图1所示。

　　WIZnet公司的W5100是一款多功能的单片网络接口芯片，内部集成了全硬件TCP/IP 协议栈、以太网介质传输层(MAC)和物理层(PHY)。硬件TCP/IP协议栈支持TCP、UDP、IPv4、ICMP、ARP、IGMP 和PPPoE。W5100内部集成有16kB存储器用于数据传输。使用时不需要考虑以太网的控制，只需要进行简单的端口(Socket)编程。主要应用于高集成、高稳定、高性能和低成本的嵌入式系统中，可实现无操作系统的Internet连接。

　　LPC2214为NXP公司ARM7TDMI-S系列处理器的一种，具有片内16k字节静态RAM和256k字节片内FLASH。支持片内Boot装载程序实现在系统编程(ISP)和在应用中编程(IAP)，需要的外围器件较少，非常适合低成本的应用场合。

　　W5100与微处理器之间支持直接总线、间接总线和SPI总线接三种接口方式。

　　直接总线接口

　　直接总线接口采用15位地址线(A0～A14)，8位数据线(D0～D7)，另加片选(CS/)，读(RD/)，写(WR/)及中断(INT/)等信号线。W5100采用25MHz晶体，LPC2214采用12MHz晶体。

　　W5100的PHY接口TXOP、TXON、RXIP和RXIN等四根信号线直接连接到以太网变量器上，变量器的另一侧则接上RJ45以太网插座，用于以太网接入。