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用51单片机控制RTL8019AS实现以太网通讯

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

  摘要:介绍以太网的帧协议和以太网控制芯片RTL8019AS的结构特性;介绍51单片机控制RTL8019AS实现以太网通讯的硬件设计方案;采用C51语言实现ARP协议(地址解析协议),并进行了系统的调试与验证。
  关键词:RTL8019ASEthernet51单片机TCP/IP协议
  
  互联网络硬件、软件的迅猛发展,使得网络用户呈指数增长,在使用计算机进行网络互联的同时,各种家电设备、仪器仪表以及工业生产中的数据采集与控制设备在逐步地走向网络化,以便共享网络中庞大的信息资源。在电子设备日趋网络化的背景下,利用廉价的51单片机来控制RTL8019AS实现以太网通讯具有十分重要的意义。
  
  1以太网(Ethernet)协议
  
  一个标准的以太网物理传输帧由七部分组成(如表1所示,单位:字节)。
  
  表1以太网的物理传输帧结构表
  
  PRSDDASATYPEDATAFCS同步位分隔位目的地址源地址类型字段数据段帧校验序列7166246~15004
  除了数据段的长度不定外,其他部分的长度固定不变。数据段为46~1500字节。以太网规定整个传输包的最大长度不能超过1514字节(14字节为DA、SA、TYPE),最小不能小于60字节。除去DA、SA、TYPE14字节,还必须传输46字节的数据,当数据段的数据不足46字节时需填充,填充字符的个数不包括在长度字段里;超过1500字节时,需拆成多个帧传送。事实上,发送数据时,PR、SD、FCS及填充字段这几个数据段由以太网控制器自动产生;而接收数据时,PR、SD被跳过,控制器一旦检测到有效的前序字段(即PR、SD),就认为接收数据开始。
  
  2RTL8019AS以太网控制器简介
  
  由台湾Realtek公司生产的RTL8019AS以太网控制器,由于其优良的性能、低兼的价格,使其在市场上10Mbps网卡中占有相当的比例。
  
  2.1主要性能
  
  (1)符号EthernetII与IEEE802.3(10Base5、10Base2、10BaseT)标准;
  
  (2)全双工,收发可同时达到10Mbps的速率;
  
  (3)内置16KB的SRAM,用于收发缓冲,降低对主处理器的速度要求;
  
  (4)支持8/16位数据总线,8个中断申请线以及16个I/O基地址选择;
  
  (5)支持UTP、AUI、BNC自动检测,还支持对10BaseT拓扑结构的自动极性修正;
  
  (6)允许4个诊断LED引脚可编程输出;
  
  (7)100脚的PQFP封装,缩小了PCB尺寸。
  
  2.2内部结构
  
  RTL8019AS内部可分为远程DMA接口、本地DMA接口、MAC(介质访问控制)逻辑、数据编码解码逻辑和其他端口。内部结构如图1所示。
  
  远程DMA接口是指单片机对RTL8019AS内部RAM进行读写的总线,即ISA总线的接口部分。单片机收发数据只需对远程DMA操作。本地DMA接口是把RTL8019AS与网线的连接通道,完成控制器与网线的数据交换。

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