隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，各種家電設(shè)備、儀器儀表也在逐步走向網(wǎng)絡(luò)化，以便共享網(wǎng)絡(luò)信息資源、遠(yuǎn)程監(jiān)控等，這也是嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)。而以太網(wǎng)作為目前應(yīng)用最為廣泛的局域網(wǎng)，在工業(yè)自動(dòng)化和過(guò)程控制領(lǐng)域得到了越來(lái)越多的應(yīng)用，因此，對(duì)于大量存在的8位微控制器而言，實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通信具有重要的實(shí)際意義?，F(xiàn)在應(yīng)用較多的是基于51內(nèi)核單片機(jī)的上網(wǎng)方案，由于處理能力的限制，要實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)傳輸和控制有點(diǎn)困難。本系統(tǒng)采用ATMEL公司的高性能單片機(jī)Mega64和10 Mb/s以太網(wǎng)控制芯片RTL8019AS實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)接口，詳細(xì)介紹了硬件電路的連接以及嵌入 式TCP/IP的實(shí)現(xiàn)，使單片機(jī)具有了互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的接入功能。

1 硬件電路設(shè)計(jì)

1.1 主要器件選擇

微控制器選用高性能的AVR單片機(jī)Mega64，AVR是ATMEL公司結(jié)合了成熟的51系列和PIC系列單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)而推出的高性能8位單片機(jī)，具有性價(jià)比高、資源豐富、速度快、功耗低、開發(fā)方便等特點(diǎn)。Mega64采用RISC結(jié)構(gòu)，工作頻率可達(dá)16 MHz，完全滿足運(yùn)行多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的要求，片內(nèi)具有4 KB的SRAM，64 KB的FLASH，以太網(wǎng)最大數(shù)據(jù)包為1 514 B，4 KB的RAM足夠以太網(wǎng)幀的存儲(chǔ)，64 KB的FLASH對(duì)于適當(dāng)?shù)某绦蛞约昂?jiǎn)單的Web Page來(lái)說(shuō)也是可以的，所以無(wú)需再外擴(kuò)資源，大大簡(jiǎn)化了外圍電路，提高了可靠性。

以太網(wǎng)控制芯片選用的是臺(tái)灣REALTEK公司生產(chǎn)的RTL8019AS，該芯片集成了介質(zhì)訪問(wèn)控制子層（MAC）和物理層的性能，可以方便地設(shè)計(jì)基于ISA總線的系統(tǒng)。另外，它還具有與NE2000兼容、軟件移植性好、與單片機(jī)接口簡(jiǎn)單、價(jià)格低貨源好等優(yōu)點(diǎn)，其主要功能特性如下：

（1）符合EthernetⅡ與IEEE802.3（10base5，10base2，10baseT）標(biāo)準(zhǔn)。

（2）軟件和8位及16位插槽的NE2000兼容。

（3）全雙工，收發(fā)可同時(shí)達(dá)到10 Mb/s的速率。

（4）內(nèi)置16 KB的SRAM，用于收發(fā)緩存，降低對(duì)主處理器的速度要求。

（5）支持8/16位數(shù)據(jù)總線，8條中斷申請(qǐng)線以及16個(gè)I/0基地址選擇。

（6）支持UTP，AUI，BNC自動(dòng)檢測(cè)以及對(duì)10baseT拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的自動(dòng)極性修正。

（7）允許4個(gè)診斷LED引腳可編程輸出。

1.2 RTL8019AS與單片機(jī)的連接

RTL8019AS支持三種工作方式：第一種為跳線方式，網(wǎng)絡(luò)控制器的I/O地址和中斷都由跳線決定;第二種為免跳線方式，I/O地址和中斷由外接的E2PROM 93C46里的內(nèi)容所決定;第三種為即插即用方式（PNP），I/O地址和中斷都由軟件或操作系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行管理和配置，用戶不必過(guò)多干預(yù)，當(dāng)然這種方式要耗費(fèi)系統(tǒng)資源。網(wǎng)絡(luò)控制器采用哪種方式由RTL8019AS的65腳（JP）決定，本系統(tǒng)采用第一種即跳線方式，這時(shí)JP要接高電平;第三種方式一般用于PC機(jī)中，對(duì)于8位單片機(jī)來(lái)說(shuō)無(wú)法實(shí)現(xiàn)，未用第二種方式又可以省掉一片93C46芯片，不但簡(jiǎn)化了硬件電路設(shè)計(jì)，而且降低了成本。

RTL8019AS有兩種復(fù)位方式：冷復(fù)位和熱復(fù)位。給8019的復(fù)位引腳施加一個(gè)1μs以上的高電平就可以實(shí)現(xiàn)冷復(fù)位;先讀再寫8019的任意一個(gè)復(fù)位端口都可以實(shí)現(xiàn)熱復(fù)位，這在PC機(jī)中用的較多?？梢詫?019的復(fù)位引腳和單片機(jī)的復(fù)位引腳相連，單片機(jī)復(fù)位的時(shí)候8019也復(fù)位，這種情況可以減少單片機(jī)的一個(gè)引腳的使用，但為了保證能夠完全復(fù)位，可以在程序中進(jìn)行熱復(fù)位。然而Mega64為低電平復(fù)位，而8019為高電平復(fù)位，如果這樣連接的話還需要加一個(gè)非門進(jìn)行反相，鑒于Mega64的引腳較多，所以將8019的復(fù)位引腳連接到Mega64的一個(gè)I/O口上，由該引腳對(duì)8019進(jìn)行冷復(fù)位。