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W5100在嵌入式系统中实现TCP/IP网络通信的应用

发布时间:2009-11-17 18:59:00 来源:中华电子网 作者:黎明、谢泽波
关键字:tcp/ip 案例 网络通信

  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);

  0.18µm CMOS工艺;

  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。

  

  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。

  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。

  

  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Internet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。深圳市谢氏电子与浩然电子联合致力于WIZNET 嵌入式系统在中国的推广与应用。


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