Урок 40

 

Часть 1

 

LAN. ENC28J60

 

Сегодня мы попробуем подключить наш контроллер к локальной сети с помощью модуля на микросхеме ENC28J60.

Так как мы интерфейсом LAN ещё ни разу не пользовались, программируя микроконтроллеры AVR, я решил всё-таки данный пробел восполнить. Ещё меня на это побудило то, что довольно-таки немного уроков по LAN с использованием микроконтроллеров, а видеоуроков я и совсем не нашел, исключительно только с использованием Arduino и, как водится, готовых библиотек, которые, я считаю, не дают свободы в программировании, а когда пишешь своё, больше возможности прочувствовать тот или иной интерфейс изнутри.

Данный модуль выглядит вот так

 

 

Сердцем данного модуля является одноименная микросхема ENC28J60, которая представляет собой готовое сетевое решение, в котором присутствует и физический и канальный уровень. Обмен данными с контроллером данная микросхема осуществляет посредством шины SPI. Физический уровень у неё организован по стандарту 10BASE-T. То есть максимальная скорость передачи данных — 10 мегабит в секунду, что довольно-таки неплохо для общения контроллера AVR с компьютерами, и я думаю это будет удобнее, чем по USB, так как, находясь в сети и имея свой адрес и канальный и сетевой, контроллер может обращаться к любому компьютеру как в локальной сети, так и в глобальной, что сравнительно-таки неплохо.

Внутренняя структура микросхемы представляет собой следующий вид (нажмите на картинку для увеличения изображения)

 

 

Мы видим здесь, что у нас существуют управляющие регистры, в которые мы будем отправлять определённые команды для управления теми или иными действиями и настройками, Также мы видим буфер размером 8 килобайт для получения и отправки данных по сети.

Поставляется микросхема в различных корпусах. На нашем модуле она в корпусе, предназначенном для поверхностного монтажа.

В качестве контроллера, который мы будем подсоединять к данной микросхеме, мы возьмём МК Atmega328P, который находится на готовой отладочной плате, которую мы с вами уже используем активно последнее время.

 

 

Для подключения модуля имеется следующий разъём

 

 

Все обозначения контактов мы видим справа.

К отладочной плате мы подключим модуль следующим образом

ENC28J60 — ATMEGA328
VCC — VCC
GND — GND
CS — 10
RESET — VCC
SI — 11
SCK — 13
SO — 12

 

Кроме всего прочего мы к плате подключим переходник USART таким же образом как и на предыдущем занятии.

Регистры в микросхеме организованы следующим образом

 

 

Мы видим здесь, что кроме адресов регистров существуют и банки, то есть порядок адресации регистров сегментированный, а начиная с адреса 1Bh обращение к регистрам от банков не зависит, они мапятся на все банки.

Основное назначение регистров можно узнать по их начальным буквам в аббревиатуре

E — Ethernet,

MA — MAC,

MII — MI.

 

Конкретно с некоторыми регистрами мы будем знакомиться уже при написании исходного кода, так как его будет очень много и к тому моменту, когда нам потребуется тот или иной регистр, мы уже забудем его назначение.

Само собой, чтобы заниматься программированием передачи данных по сети, необходимы знания сетевых уровней, модели OSI и всего, что связано с сетью, так как учить данным вещам я не буду, по этим вопросам есть очень много информации, могу только если что-то посоветовать, так что обращайтесь если что в комментариях. Но некоторые сведения я, конечно, давать буду, не без этого.

Вообще сетевая модель делится на несколько уровней. Основные из них следующие:

1. Прикладной уровень

2. Уровень представления

3. Сеансовый уровень

4. Транспортный уровень

5. Сетевой уровень

6. Канальный уровень

7. Физический уровень

При передаче данных из программы в сетевой провод мы проходим путь сверху вниз по вышенаписанному списку. Сначала мы наши данные объединяем в какие-то удобные последовательности или массивы, понятные для прикладного уровня принимаемой стороны, затем мы их шифруем либо ещё как-то их преобразуем для защиты от несанкционированного использования, затем обёртываем в определённый протокол, который поможет поддержать соединение и не потерять его (сеансовый уровень), затем прицепляем ещё заголовок спереди, который обеспечит передачу определённому порту от другого определённого порта, затем ещё обёртываем в протокол, который обеспечит доставку к определённому устройству, имеющему сетевой адрес (IP), затем ещё обёртываем протокол, который несёт в себе физические адреса устройств MAC (канальный уровень), а последний уровень уже обеспечит непосредственную доставку всех этих несколько раз обёрнутых пакетов (физический уровень), к которому относятся трансформаторы, провода, концентраторы, повторители сигнала и медиаконвертеры.

Вообщем кратко как-то вот так. Поконкретней с протоколами будем знакомиться по мере их использования.

 

 

Ну давайте, чтобы от этой всей теории немного отвлечься, создадим наш проект, назовём его по имени нашей используемой микросхемы незатейливо — ENC28J60.

И проекта предыдущего занятия возьмём свою библиотеку для USART и подключим, чтобы не сочинять её заново, а также можно взять и подключить оттуда файл main.h.

Также создадим ещё четыре файла: net.c, net.h, enc28j60.c и enc28j60.h.

После всех первоначальных настроек файлов они у нас будут следующего содержания.

 

Файл main.c:

#include «main.h»

int main(void)

{

  USART_Init(16);//Зададим скорость работы USART 115200

  sei();

  while (1)

  {

  }

}

 

Файл main.h

#ifndef MAIN_H_

#define MAIN_H_

#define F_CPU 16000000L

#include <avr/io.h>

#include <avr/interrupt.h>

#include <util/delay.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <string.h>

#include «usart.h»

#include «net.h»

#include «enc28j60.h»

#endif /* MAIN_H_ */

 

Файлы usart.h и usart.c не трогаем вообще и они остаются в прежнем состоянии.

Файл net.h

#ifndef NET_H_

#define NET_H_

//——————————————

#include <string.h>

#include «usart.h»

#include «enc28j60.h»

//——————————————

//——————————————

#endif /* NET_H_ */

 

Файл net.c

#include «net.h»

//———————————————

 

Файл enc28j60.h

#ifndef ENC28J60_H_

#define ENC28J60_H_

//————————————————

#include «main.h»

//—————————————————

#endif /* ENC28J60_H_ */

 

Файл enc28j60.c

#include «enc28j60.h»

//———————————————-

 

Ну, и как всегда, первым делом инициализация.

Перейдём в файл enc28j60.c и создадим функцию

 

#include «enc28j60.h»

//—————————————-

void enc28j60_ini(void)

{

}

//—————————————-

 

Сделаем для неё прототип в хедер-файле, перейдём в файл net.c и напишем там также функцию инициализации, в которой вызовем вышенаписанную функцию

 

#include «net.h»

//———————————————————

void net_ini(void)

{

  enc28j60_ini();

}

//———————————————————

 

Сделаем для данной функции также прототип в хедер-файле net.h и вызовем её в main()

 

USART_Init(16);//Зададим скорость работы USART 115200

net_ini();

sei();

 

В следующей части нашего занятия мы напишем ещё несколько макросов и функций для работы с микросхемой.

 

 

Предыдущий урок Программирование МК AVR Следующая часть

 

Техническая документация:

Документация на микросхему ENC28J60

Перечень ошибок ENC28J60 (Errata)

 

 

Приобрести плату Atmega 328p Pro Mini можно здесь.

Приобрести программатор USBASP USBISP с адаптером можно здесь USBASP USBISP 3.3 с адаптером

Ethernet LAN Сетевой Модуль можно купить здесь ENC28J60 Ethernet LAN Сетевой Модуль.

 

 

Смотреть ВИДЕОУРОК (нажмите на картинку)