新型以太网控制器ENC28J60及其接口技术

3 软件接口
3．1 SPI接口
SPI接口(Serial Penpheral Interface)是一种同步、全双工串行接口，基于主从配置，是一个4线接口 --主出／从人(MOSI)．主人／从出(MISO)，串行时钟(SCK)，从机选择(SSEL)。

在同一总线上可以有多个主机或者从机，但同一时刻只能有一个主机和一个从机能够进行通信。在一次数据传输过程中，数据是同步进行发送和接收的：主机向从机发送1字节数据，从机也向主机返1字节数据。数据传输原则上是全双工的；但实际上，大多数情况下只有一个方向上的数据流包含有意义的数据。

SPI格式的主要特性是SCK信号的无效状态和相位，数据传输的时钟由主机提供。常用的时钟设置基于时钟极性(CPOL)和时钟相位(CPHA)两个参数，CP0L定义SPI串行时钟的活动状态，而CPHA定义相对于从机输出数据位的时钟相位。CPOL和CPHA的设置决定了数据取样的时钟沿。

取决于CPOL和CPHA的设置不同，SPI共有4种模式，如表l所列。

3．2 ENC28J60与单片机的连接
ENC28J60与微控制器MCU的连接是通过SPI实现的，支持10 Mbps。对干没有SPI接口的芯片可通过用I／0口模拟SPI接口的方式实现。ENC28J60仅支持SPI模式O，O。

微控制器可通过SPI接口发送命令，访问ENC28J60的寄存器或读写接收／发送缓冲区，完成相关操作。复位也可通过SPI接口由软件实现，软件复位不影响RESET引脚的状态。

ENC28J60有两个中断输出，分别用于事件中断触发和网络唤醒主机。

CPU采用LPC2138用宏定义实现SPI口读写操作。SOSPDR为SPI数据寄存器，该双向寄存器为SPI提供发送和接收的数据，发送数据通过写该寄存器提供，SPI接收的数据可从该寄存器读出。SOSPSR为SPI状态寄存器。在对SPI接口进行操作之前需对其初始化。下面给出读／写SPI接口的源代码。

亦可用LPC2138的SSP来连接ENC28J60，需将其设置为SPI模式。应当注意到SSP有8帧的收/发FIFO，如果处理不当将造成读/写错误。因为缓冲区的存在可能破坏读/写ENC28J60的时序。

对于没有SPI接口的单片机可采用普通I/O口模拟的方法实现SPI主机。此时须注意静态时时钟的无效状态和相位，以及输出数据位出现的时间；对ENC28J60操作期间片选必须保持有效(低电平)，操作结束后返回低电平。根据ENC28J60的读/写波形很容易写出模拟SPI主机的程序。笔者曾在AT89S5l上实现了模拟SPI主机读／写MCP2515的操作。

4 结论
笔者在LPC2138+ENC28J60+HR901170A平台上实现了以太网通信。相对于其他方案，该系统极为精简。对于没有开放总线的单片机，虽然有可能采用模拟并行总线的方式连接其他以太网控制器，但不管从效率还是性能上，都不如用SPI接口或采用通用I／O口模拟SPI接口连接ENC28J160的方案。

可以看出，ENC28J60是极具特色的独立以太网控制器：SPI接口使得小型单片机也能具有网络连接功能；集成MAC和PHY无需其他外设；具有可编程过滤功能，可自动评价、接收或拒收多种信息包，减轻了主控单片机的处理负荷；内部继承可编程的8KB双端口SRAM缓冲器，操作灵活方便。不足之处为仅支持10BASE-T。