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1、W5100 在嵌入式系统中实现TCP/IP 网络通信的应用成都加联科技有限公司 黎明摘要：W5100是WIZnet公司最新推出的固件网络芯片，它是在 W3150A+的基础上， 集成了以太网物理层 RTL8201CP核，因此 W5100集TCP/IP协议栈、以太网 MAC和PHY为 一体。W5100 支持 TCP，UDP，ICMP，IGMP，IPv4，ARP，PPPoE，Ethernet 等网络协 议；支持4个独立的Socket通信，内部16K字节的发送/接收缓冲区可快速进行数据交换，最 大通信速率达到25Mbps ;提供多种总线（两种并行总线和SPI总线）接口方式，可以很方便地与各种单片机连接
2、。关键词： W5100 ，TCP/IP 协议，以太网，单片机引言我们原来介绍过 W3150A 网络芯片，由于 W3150A 使用时还必需要在外面接一个以太 网物理层接口器件 （RTL8201CP） ，增加了使用时的硬件难度，因此 Wiznet 公司最新推出了W5100 ，将 TCP/IP 协议栈、以太网的 MAC 和 PHY 三种功能集为一体。 W5100 不仅保留 了原来与 MCU 接口的并行总线接口，还增加了 SPI 串行总线接口。W5100 器件的推出，大大简化了硬件电路设计，使单片机系统在没有操作系统的支持 下，真正实现了单芯片接入 Internet 的理想。芯片介绍W5100 有如下
3、特性：与MCU多种接口选择，直接总线接口、间接总线接口和SPI总线；支持硬件 TCP/IP 协议： TCP, UDP, ICMP, IGMP, IPv4, ARP, PPPoE, Ethernet 支持ADSL连接（支持PPPOE协议，带PAP/CHAP验证）；支持4个独立的端口（ Sockets ）连接；内部16K字节存储器作TX/RX缓存；内嵌10BaseT/100BaseTX 以太网物理层，支持自动应答（全双工/半双工模式）；支持自动极性变换（ MDI/MDIX ）；多种指示灯输出（ Tx， Rx， Full/Duplex ， Collision ，Link，Speed ）；0.18m
4、CMOSX艺；3.3V工作电压，I/O 口可承受5V电压；LQFP80 无铅封装，符合环保要求。W5100的结构如图1所示。MCU Bus I/F-SPII/F图1 W5100 结构ICMP-TCP -UDP典型应用1 .网络考勤机/门禁系统W5100在网络考勤机/门禁系统中的应用如图 2所示，使用MCS-51单片机以直接总线 方式与 W5100接口，组成了一个具有网络功能的考勤机 /门禁设备，这种考勤机/门禁系统 广泛应用在公司写字楼、商场 /超市、住宅小区等场所的管理。考虑到考勤机/门禁系统的数据量不大，数据传输速率相对于其它实时系统来说不是很 高，因此单片机可以采用SPI接口与W5100
5、连接。而读卡器芯片 TRH031M 也可用使用SPI接口，因此它们可以共用总线，使硬件系统更加简单。-51SPI总线LCD显示/键盘MCSRF读卡系统机械执行机构网络系统存储器图2使用MCS-51单片机实现网络考勤机/门禁系统RFID读 卡 器(TRH031RF天线2.网络电力仪表W5100应用在电力仪表中，可以及时采集电力系统数据，实现在本地/远程的数据采集故障分析判断。网络仪表主要应用在发电厂、变电站、配电站、工厂电力系统等领域，也可 以用于居民电量管理。用W5100实现网络电力仪表结构如图3所示。网络系统8位数据总线11厂! F11IIARM：774HC573存储器t1 t141W510
6、t1i116位地址总线! F11LCD显示 0电量检测RJ45控制执行机构使用ARM7设计的网络电力仪表3 .数字电视前端设备数字电视前端设备种类很多，有诸如卫星接收机、数字编码器、数字复用器、数字加扰 机及QAM调制器等等。W5100可以用在数字电视前端设备中，以建立起设备与控制台之间、设备与设备之间 的网络通道。由于 W5100内部具有4个完全独立的端口，高速的数据处理能力和数据吞吐 能力，不仅可以传输一般的控制信息，还可以传输音视频信号。结束语W5100 “ 3合1 ”的功能可以满足各种单片机在没有操作系统的支持下接入In ternet网络，简单、可靠，价格低廉，已广泛应用于各种安全监测、电力系统的测量监控、音视频传 输、远程信息传输等领域。随着嵌入式系统网络化的广泛应用，相信W5100 一定会被更多的工程师所喜欢。