在現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)通信已成為不可或缺的一部分。STM32F103作為一款基于ARM Cortex-M3內(nèi)核的微控制器，憑借其豐富的外設(shè)接口和強大的處理能力，在各類嵌入式應(yīng)用中占有一席之地。而ENC28J60則是一款由Microchip Technology公司制造的高性能、低功耗以太網(wǎng)控制器，集成了MAC（媒體訪問控制）和PHY（物理層）功能，支持10Base-T以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，并通過SPI接口與MCU通信。本文將介紹如何通過STM32F103驅(qū)動ENC28J60實現(xiàn)裸機環(huán)境下的TCP/UDP通信。

一、硬件連接與配置

ENC28J60通過SPI接口與STM32F103連接，具體連接如下：

CS（片選）：連接到STM32F103的一個GPIO引腳，用于選擇ENC28J60。

RST（復(fù)位）：連接到STM32F103的另一個GPIO引腳，用于復(fù)位ENC28J60。

INT（中斷）：連接到STM32F103的中斷引腳，用于ENC28J60的中斷信號。

MISO、MOSI、SCK：分別連接到SPI接口的MISO、MOSI和SCK引腳。

在STM32F103的固件庫中配置SPI接口為全雙工模式，速率不大于20MHz（ENC28J60的SPI接口時鐘最大為20MHz）。同時，配置相應(yīng)的GPIO引腳為輸出（CS、RST）和輸入（INT）。

二、軟件實現(xiàn)

初始化ENC28J60

在軟件實現(xiàn)中，首先需要初始化ENC28J60，包括設(shè)置MAC地址、初始化SPI接口、復(fù)位ENC28J60等。以下是一個初始化ENC28J60的示例代碼：

c

#include "stm32f10x.h"

#include "enc28j60.h"

// MAC地址和IP地址定義

static unsigned char mymac[6] = {0x54, 0x55, 0x58, 0x10, 0x00, 0x24};

static unsigned char myip[4] = {192, 168, 1, 15};

int main(void) {

   // 配置系統(tǒng)時鐘

   SystemInit();

   // 初始化SPI接口

   SPI_Enc28j60_Init();

   // 復(fù)位ENC28J60

   ENC28J60_Reset();

   // 初始化ENC28J60

   enc28j60Init(mymac);

   // 初始化以太網(wǎng)IP層

   init_ip_arp_udp_tcp(mymac, myip);

   while (1) {

       // 主循環(huán)，處理網(wǎng)絡(luò)通信

   }

}

網(wǎng)絡(luò)通信處理

在主循環(huán)中，需要不斷檢查ENC28J60是否有新的數(shù)據(jù)包接收，并根據(jù)數(shù)據(jù)包類型（ARP、IP、UDP、TCP）進(jìn)行相應(yīng)的處理。以下是一個處理網(wǎng)絡(luò)通信的示例代碼：

c

while (1) {

   unsigned int plen = 0;

   unsigned char buf[BUFFER_SIZE + 1];

   // 接收數(shù)據(jù)包

   plen = enc28j60PacketReceive(BUFFER_SIZE, buf);

   if (plen == 0) {

       continue;

   }

   // 處理ARP請求

   if (eth_type_is_arp_and_my_ip(buf, plen)) {

       make_arp_answer_from_request(buf);

       continue;

   }

   // 處理IP數(shù)據(jù)包

   if (eth_type_is_ip(buf, plen)) {

       // 判斷是UDP還是TCP數(shù)據(jù)包

       if (buf[IP_PROTO_P] == IP_PROTO_UDP_V) {

           // 處理UDP數(shù)據(jù)包

           handle_udp_packet(buf, plen);

       } else if (buf[IP_PROTO_P] == IP_PROTO_TCP_V) {

           // 處理TCP數(shù)據(jù)包

           handle_tcp_packet(buf, plen);

       }

   }

}

在上述代碼中，handle_udp_packet和handle_tcp_packet函數(shù)分別用于處理UDP和TCP數(shù)據(jù)包。這些函數(shù)需要根據(jù)具體的通信協(xié)議和應(yīng)用需求進(jìn)行實現(xiàn)。

三、注意事項

電源管理：ENC28J60的功耗較大，需要確保供電能力足夠。如果僅使用USB接口的5V供電，可能會導(dǎo)致通信不成功。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧：本文中的示例代碼實現(xiàn)了一個極其精簡的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，僅支持基本的ping、TCP和UDP通信功能。在實際應(yīng)用中，建議移植相對完善的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，如LwIP或uIP。

錯誤處理：在網(wǎng)絡(luò)通信中，需要處理各種可能的錯誤情況，如數(shù)據(jù)包損壞、連接超時等。

結(jié)論

通過STM32F103驅(qū)動ENC28J60實現(xiàn)裸機環(huán)境下的TCP/UDP通信是一種經(jīng)濟(jì)且實用的方法。本文介紹了硬件連接與配置、軟件實現(xiàn)以及注意事項等方面的內(nèi)容。希望這些內(nèi)容能夠幫助讀者在嵌入式系統(tǒng)中實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信功能。