基于enc28j60的学习心得

1.概述

enc28j60是带SPI接口的独立以太网控制器，兼容IEEE 802.3，集成MAC和10 BASE-T PHY，最高速度可达10Mb/s。基于enc28j60控制器的理解可阅读文章：ENC28J60学习笔记，在该文章内详细介绍控制器的使用方法，本文不对使用方法进行讲解，只提供代码下载路径：github开源地址。

在使用该控制器时，会涉及SPI通信协议。以OSI模型为标准，还会涉及物理层、链路层、网络层等知识。下面分别介绍。

2.spi通信协议

SPI（Serial Peripheral Interface）是一种高速的、全双工、同步的通信总线。SPI以主从方式工作，通常有一个主设备和一个或多个从设备，

SPI 控制器的信号线描述如下：

• MISO：主设备数据输入，从设备数据输出；
• MOSI：主设备数据输出，从设备数据输入；
• SCLK： 时钟信号，由主设备产生；
• SS： 从设备使能信号，由主设备控制。这个信号可以是SPI外设的一部分，也可用GPIO引脚实现。

SPI 典型接线方式如下。
 

SPI总线支持的四种工作方式，取决于串行同步时钟极性(CPOL)和串行同步时钟相位CPHA的组合。四种工作方式时序描述如下：

CPOL是用来决定SCLK时钟信号空闲时的电平，CPOL=0，空闲电平为低电平，CPOL=1时，空闲电平为高电平。

CPHA是用来决定采样时刻的，CPHA=0，在每个周期的第一个时钟沿采样，CPHA=1，在每个周期的第二个时钟沿采样。

SPI主模块和与之通信的外设时钟相位和极性应该一致。

spi具体协议可参看：https://en.wikipedia.org/wiki/Serial_Peripheral_Interface_Bus

spi在接口enc28j60ReadOp和enc28j60WriteOp中会使用：

//*******************************************************************************************//// Function : icmp_send_request// Description : Send ARP request packet to destination.////*******************************************************************************************BYTE enc28j60ReadOp(BYTE op, BYTE address){// activate CSCSACTIVE;// issue read commandSPDR = op | (address & ADDR_MASK);waitspi();// read dataSPDR = 0x00;waitspi();// do dummy read if needed (for mac and mii, see datasheet page 29)if(address & 0x80){SPDR = 0x00;waitspi();}// release CSCSPASSIVE;return(SPDR);}//*******************************************************************************************//// Function : icmp_send_request// Description : Send ARP request packet to destination.////*******************************************************************************************void enc28j60WriteOp(BYTE op, BYTE address, BYTE data){CSACTIVE;// issue write commandSPDR = op | (address & ADDR_MASK);waitspi();// write dataSPDR = data;waitspi();CSPASSIVE;}

3.网络知识

以太网是一种在计算系统间交换数据的网络拓扑，很多微控制器集成以太网MAC控制器，MAC控制器作为链路层协议控制器连接外部以太网PHY。

典型的以太网是mac利用MII访问phy，用rj-45接口外接水晶头，接入网线即可完成数据交换。

如果对mac，mii，phy等概念不是很熟悉可参考文章：http://www.cnblogs.com/jason-lu/articles/3195473.html

在文中提及了ARP协议，，ARP是地址解析协议，它的作用就是在以太网环境下，通过第三层（网络层）的IP地址来找寻第二层（链路层）的MAC地址，得到一张ARP缓存表，而正是依靠IP和mac地址才能保证网络通信的正常，如果进入第四层传输层时，我们开发人员只要关心IP即可，如TCP、UDP协议。在一次TCP协议传输时，会涉及ICMP，ARP协议等