Microchip ENC28J60-I/SS以太網(wǎng)芯片中文資料

一、型號與類型

ENC28J60-I/SS是由Microchip Technology Inc.生產(chǎn)的一款獨立以太網(wǎng)控制器，它集成了串行外設(shè)接口（SPI）、媒體訪問控制器（MAC）和物理層（PHY）于一體，特別適用于需要以太網(wǎng)連接但受限于引腳數(shù)量和成本的嵌入式系統(tǒng)。該芯片以其緊湊的封裝和強大的功能在工業(yè)自動化、樓宇自動化、安全系統(tǒng)以及傳感與儀表等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

　　廠商名稱：Microchip

　　元件分類：以太網(wǎng)芯片

　　中文描述： 以太網(wǎng)控制器,IEEE 802.3,3.1 V,3.6 V,SSOP,28引腳

　　英文描述： Stand-Alone Ethernet Controller

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　　ENC28J60-I/SS概述

　　ENC28J60-I/SS是一款帶SPI接口、板載MAC和PHY、8K字節(jié)緩沖RAM和SPI串行接口的獨立以太網(wǎng)控制器。它采用小尺寸封裝，最大限度地降低了復(fù)雜性、電路板空間和成本。它符合IEEE 802.3的所有規(guī)范。它采用了多種數(shù)據(jù)包過濾方案來限制接收到的數(shù)據(jù)包。它還提供一個內(nèi)部DMA模塊，用于快速數(shù)據(jù)吞吐和硬件輔助校驗和計算，這在各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中都有應(yīng)用。與主控制器的通信通過中斷引腳和SPI實現(xiàn)，時鐘速率高達20MHz。兩個專用引腳用于LED鏈路和網(wǎng)絡(luò)活動指示。

　　集成MAC和10Base-T PHY

　　支持一個10Base-T端口，具有自動極性檢測和校正功能

　　支持全雙工和半雙工模式

　　碰撞時可編程自動重傳

　　可編程填充和CRC生成

　　SPI接口，時鐘速度高達20MHz

　　可配置發(fā)送/接收緩沖區(qū)大小

　　硬件管理的循環(huán)接收FIFO

　　用于快速數(shù)據(jù)移動的內(nèi)部DMA

　　支持單播、組播和廣播數(shù)據(jù)包

　　應(yīng)用

　　工業(yè),自動化與過程控制,建筑自動化,安全,傳感與儀器,通信與網(wǎng)絡(luò)

　　ENC28J60-I/SS中文參數(shù)

　　ENC28J60-I/SS引腳圖

二、工作原理

ENC28J60-I/SS通過SPI接口與主控制器（如微控制器MCU）通信，實現(xiàn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的收發(fā)控制。其內(nèi)部包含了一個完整的MAC和10Base-T PHY，能夠直接連接到以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，支持全雙工和半雙工模式。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，ENC28J60-I/SS通過其內(nèi)部的DMA（直接內(nèi)存訪問）模塊實現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)吞吐，同時支持硬件輔助的校驗和計算，減輕了主控制器的處理負擔。

該芯片還集成了多種數(shù)據(jù)包過濾功能，可以自動評估、接收或拒收特定類型的數(shù)據(jù)包（如單播、多播、廣播和Magic Packet等），從而有效減少網(wǎng)絡(luò)流量和降低主控單片機的處理負荷。此外，ENC28J60-I/SS還提供了豐富的控制寄存器和中斷功能，使得主控制器能夠靈活配置和監(jiān)控其工作狀態(tài)。

三、特點

1. 緊湊封裝：ENC28J60-I/SS采用SSOP-28封裝，引腳數(shù)量少，占用電路板空間小，便于在小型嵌入式系統(tǒng)中使用。

2. 高性能：內(nèi)置8KB雙端口SRAM緩沖器，支持快速數(shù)據(jù)存取和高效的數(shù)據(jù)管理機制。內(nèi)部DMA模塊和硬件輔助校驗和計算功能，確保了高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸。

3. 靈活配置：提供多種可編程功能，如自動重傳、填充和CRC生成、接收數(shù)據(jù)包過濾等，滿足不同應(yīng)用場景的需求。

4. 易于集成：通過標準的SPI接口與主控制器通信，無需復(fù)雜的外部電路，降低了系統(tǒng)集成難度和成本。

5. 廣泛兼容性：符合IEEE 802.3標準，支持10Base-T以太網(wǎng)連接，具有自動極性檢測和校正功能，確保了廣泛的網(wǎng)絡(luò)兼容性。

四、應(yīng)用

ENC28J60-I/SS因其高性能、緊湊封裝和靈活配置的特點，在多個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用：

1. 工業(yè)自動化：在工業(yè)自動化系統(tǒng)中，ENC28J60-I/SS可用于實現(xiàn)設(shè)備之間的以太網(wǎng)通信，實現(xiàn)遠程監(jiān)控和控制。

2. 樓宇自動化：在樓宇自動化系統(tǒng)中，該芯片可用于智能照明、安防監(jiān)控等設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)連接，提高系統(tǒng)的智能化水平。

3. 安全系統(tǒng)：在安防系統(tǒng)中，ENC28J60-I/SS可用于網(wǎng)絡(luò)攝像頭、門禁系統(tǒng)等設(shè)備的以太網(wǎng)連接，實現(xiàn)遠程監(jiān)控和管理。

4. 傳感與儀表：在傳感器網(wǎng)絡(luò)和智能儀表中，該芯片可用于數(shù)據(jù)傳輸和遠程控制，提高系統(tǒng)的靈活性和可靠性。

五、參數(shù)

以下是ENC28J60-I/SS的主要參數(shù)：

• 制造商：Microchip Technology Inc.

• 封裝：SSOP-28

• 接口類型：SPI

• 電源電壓：3.1V~3.6V（典型值為3.3V）

• 時鐘頻率：最高可達20MHz（SPI接口）

• 工作溫度：-40℃+85℃（工業(yè)級），0℃+70℃（商用級）

• 數(shù)據(jù)速率：10Mbps

• 雙工模式：全雙工、半雙工

• 緩沖區(qū)大小：8KB雙端口SRAM

• LED指示：兩個專用引腳用于LED鏈路和網(wǎng)絡(luò)活動指示

• 中斷功能：6個中斷源和1個中斷輸出引腳

• 封裝尺寸：10.20mm x 5.30mm x 1.75mm（高度）

• 引腳數(shù)：28個

六、詳細功能與應(yīng)用實例

ENC28J60-I/SS內(nèi)部集成了多個關(guān)鍵模塊，共同實現(xiàn)了以太網(wǎng)通信的完整功能。以下是對其內(nèi)部模塊及其功能的詳細解析：

1. SPI接口：作為主控制器與ENC28J60-I/SS之間的通信橋梁，SPI接口負責傳輸控制命令和數(shù)據(jù)包。其高達20MHz的時鐘頻率確保了高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸。

2. 控制寄存器：ENC28J60-I/SS內(nèi)部

   包含了多個控制寄存器，這些寄存器允許主控制器配置和監(jiān)控以太網(wǎng)控制器的各種操作模式和狀態(tài)。例如，可以通過寫入特定的控制寄存器來配置網(wǎng)絡(luò)地址（MAC地址）、IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)地址等網(wǎng)絡(luò)參數(shù)；也可以讀取狀態(tài)寄存器來獲取當前的鏈路狀態(tài)、接收/發(fā)送緩沖區(qū)狀態(tài)等信息。

3. 雙端口SRAM：內(nèi)置的8KB雙端口SRAM是ENC28J60-I/SS的核心數(shù)據(jù)存儲區(qū)，它同時支持MAC和主控制器對數(shù)據(jù)的訪問。這種設(shè)計使得在數(shù)據(jù)傳輸過程中，MAC可以獨立地讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)，而無需等待主控制器的干預(yù)，從而大大提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男省?/span>

4. DMA引擎：直接內(nèi)存訪問（DMA）引擎是ENC28J60-I/SS中的一個關(guān)鍵組件，它負責在SRAM和以太網(wǎng)物理層之間自動傳輸數(shù)據(jù)包。當數(shù)據(jù)包到達或發(fā)送時，DMA引擎會自動將數(shù)據(jù)從SRAM移動到PHY或從PHY移動到SRAM，從而減輕了主控制器的負擔，使其能夠?qū)Ｗ⒂谄渌蝿?wù)。

5. 數(shù)據(jù)包過濾：ENC28J60-I/SS提供了強大的數(shù)據(jù)包過濾功能，可以根據(jù)多種條件（如目標MAC地址、源MAC地址、以太網(wǎng)類型等）來接收或拒絕數(shù)據(jù)包。這種過濾機制有助于減少不必要的網(wǎng)絡(luò)流量，提高系統(tǒng)的整體性能和效率。

應(yīng)用實例：

假設(shè)我們正在設(shè)計一個基于Microcontroller（如PIC系列）的智能家居控制系統(tǒng)，其中需要通過網(wǎng)絡(luò)遠程控制家中的燈光、空調(diào)等設(shè)備。在這個系統(tǒng)中，ENC28J60-I/SS可以作為微控制器與以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)之間的橋梁，實現(xiàn)遠程控制信號的接收和發(fā)送。

1. 硬件連接：首先，將ENC28J60-I/SS通過SPI接口與微控制器連接，并連接適當?shù)囊蕴W(wǎng)接口（如RJ45插座）和LED指示燈（用于顯示網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)）。

2. 軟件編程：在微控制器的固件中，編寫代碼以初始化ENC28J60-I/SS，配置其網(wǎng)絡(luò)參數(shù)（如MAC地址、IP地址等），并設(shè)置數(shù)據(jù)包過濾規(guī)則以接收來自特定源或目標的數(shù)據(jù)包。

3. 數(shù)據(jù)處理：當ENC28J60-I/SS接收到數(shù)據(jù)包時，微控制器會讀取數(shù)據(jù)并解析出控制指令（如打開/關(guān)閉燈光、調(diào)節(jié)空調(diào)溫度等）。然后，根據(jù)指令執(zhí)行相應(yīng)的操作，并通過ENC28J60-I/SS發(fā)送響應(yīng)數(shù)據(jù)包給發(fā)送方。

4. 網(wǎng)絡(luò)通信：整個過程中，ENC28J60-I/SS負責處理所有的以太網(wǎng)通信細節(jié)，包括數(shù)據(jù)包的封裝、發(fā)送、接收和解析等。這使得微控制器能夠?qū)Ｗ⒂趹?yīng)用邏輯的實現(xiàn)，而無需關(guān)心底層的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。

通過以上步驟，我們可以利用ENC28J60-I/SS在智能家居控制系統(tǒng)中實現(xiàn)高效、可靠的以太網(wǎng)通信，為用戶提供便捷的遠程控制體驗。同時，ENC28J60-I/SS的緊湊封裝、高性能和靈活配置等特點也使其成為嵌入式系統(tǒng)中實現(xiàn)以太網(wǎng)連接的理想選擇。