原创 基于ARM-LPC2368的网络接口的设计与实现

１　引言

随着Internet技术的迅速发展，人们对信息共享的要求也不断提高。目前，嵌入式系统已经渗透到我们生活的每个角落，它与网络的完美结合，为我们共享信息提供了很大的便利。PHILIPS公司的LPC2368是一款优秀的微处理器，基于它的嵌入式系统如果没有以太网接口，那么其应用价值也就会大打折扣。因此，就整个系统而言，以太网接口电路应是必不可少的，但同时也是相对较复杂的。

以太网接口电路主要由MAC控制器和物理层接口（Physical Layer，PHY）两大部分构成。LPC2368内嵌一个以太网控制器，支持精简的媒体独立接口（Reduced Media Independent Interface，RMII）和带缓冲DMA接口（Buffered DMA Interface，BDI），可在半双工和全双工模式下提供10M/100Mbps的以太网接入。因此，LPC2368内部实际上己经包含了以太网MAC控制，但并未提供物理层接口，所以，需要外接一片物理层芯片以提供以太网的接入通道。在这里选用National Semiconductor公司的DP83848C作为以太网物理层接口芯片，它提供了包括MII/RMII/SNI接口，可以很方便地与LPC2368连接。

２ LPC2368和DP83848C的介绍

2.1 微处理器LPC2368

LPC2368是基于ARM7TDMI-S内核的32位微控制器，可在高达72MHz的频率下操作，其功能强大且成本效率高，支持 10/100Ethernet、全速（12Mbps）USB 2.0 和 CAN 2.0B；具有高达512KB的片内Flash、58KB的SRAM、10 位 A/D 和 D/A 转换器和一个 IRC 振荡器，还带有 SD 存储卡接口可供选择，100引脚LQFP封装(14×14×1.4mm)。广泛应用于工业控制、POS系统、协议转换、加密系统等领域^[1]。

2.2 物理层芯片DP83848C

DP83848C是一个10/100Mb/s单端低功耗物理层器件，有几种智能降功耗模式，包括有25MHz时钟输出,很容易通过外接变压器和双绞线媒体接口；支持两种IEEE 802.3u MII和RMII Rev 1.2，方便了设计；集成的亚层支持10BASE-T和100BASE-TX以太网协议；低功耗小于270mW、3.3V MAC接口；可配置的SNI接口；48引脚LQFP封装(7x7mm)。DP83848C作为一种以太网物理层收发器，广泛应用于高端外围设备、工业控制和工厂自动化操作、通用的嵌入式应用领域^[2]。

３ 硬件部分设计

3.1　电路框图

　LPC2368与DP83848C连接比较简单，直接通过RMII接口连接即可。连接好后，DP83848C再通过网络隔离变压器和RJ45接口接入传输媒体，其电路框图如图1所示。

图 1 　微控制器LPC2368与PHY芯片DP83848C的以太网接口电路框图

3.2　以太网接口实际电路原理图设计

DP83848C支持几种MAC接口方式：（1）MII；（2）RMII (Reduced MII)；(3)10 Mb 串行网络接口（Serial Network Interface，SNI）。在这里我们使用的是RMII接口方式，通过设置引脚pin39和pin6来确定，如表１所示。

表１：MII方式选择

由表１可以看出，pin39应接上高电平，pin6应接上低电平。同时因为在芯片内部pin6下拉，默认为0，所以只要设置pin39接上高电平即可，这样微处理器LPC2368就可以同PHY芯片DP83848C通过RMII接口方式连接。它们之间通过RMII接口连接，芯片和控制器连接所使用的引脚数目会比较少，且数据传送速率是每次2位，即频率50MHz，所以需要一个50MHz的晶体振荡器连接到pin34 X1脚。

在RMII方式下，主要使用到的引脚有：1串行管理：MDC（pin31）、MDIO（pin30）；　2MAC数据：TX_EN（pin2）、TXD[1:0]（pin4 pin3）、RX_ER（pin41）、CRS_DV（pin40）、RXD[1:0]（pin44 pin43）；　3时钟：X1(pin34 ,RMII 参考时钟是50MHz)、X2(pin33)。

Pin27置高使得DP83848C以100Mbps的速率工作, LED显示DP83848C的工作状态。16ST8515为网络隔离变压器，其主要是起信号传输、阻抗匹配、波形修复、杂波抑制以及高电压隔离等作用，以保护系统的安全。通过protel 99 SE画出电路原理图如图２所示。

图２　以太网接口实际电路原理图