ENC28J60学习笔记——第1部分
1前言

嵌入式以太网开发，可以分为两个部分，一个是以太网收发芯片的使用，一个是嵌入式以太网协议栈的实现。以太网收发芯片的使用要比串口收发芯片的使用复杂的多，市面上流通比较广泛的以太网收发芯片种类还不少，有SPI接口的ENC28J60，也有并口形式的RTL8019S，CS8900A等。嵌入式以太网协议栈有著名的uIP协议栈，Lwip协议栈，还有其他嵌入式高手开发的协议栈。无论是硬件还是软件，都无法分出高低，适合项目需求的才是最好的。

1.1 写作理由

再说明一下我写作的理由。以前从淘宝上购买过ENC28J60，店家信誓旦旦地说能提供51AVR LPC STM32等多个平台的代码，可以实现一个网页控制LED。头脑一热买了回来，买回来才发现，店家提供的资料零零散散，不易弄懂。几经周转，发现原来这些ENC28J60的代码都出自一个地方——AVRNET，源自老外的一个开源项目。把最原始的代码拿来细细品味，以太网协议就不那么神秘了。在这里说一下ENC28J60的使用，熟悉了ENC28J60的驱动可以分几步走。第一步，通过ENC28J60移植uIP或者lwIP协议栈，实现TCP或是UDP通信，第二，顺着AVRNET项目走，实现一个简单的web服务器，运行静态或者动态网页。嵌入式以太网和计算机以太网开发不同，对于TCP通信而言没有socket套接字，对于网页编程而言也没有IIS或PHP，所示实现起来会相对麻烦，但是也非常有乐趣。

1.2 资料准备

嵌入式以太网开发是非常复杂的工作，在开始之前最好先大致浏览ENC28J60的使用手册。除此之外，需要认真阅读TCP IP相关知识，推荐一本图书《嵌入式Internet TCP/IP基础、实现和应用》。嵌入式开发是一个反复借鉴的过程。该部分代码参考了AVRNET项目和奋斗开发板的相关范例。

AVRNET项目网址链接：http://www.avrportal.com/?page=avrnet。

虽然AVRNET项目所使用的MCU为ATmega32，但是认真阅读源代码之后也可以方便的移植到其他的MCU平台，例如STM8、STM32和MSP430等。

2 寄存器和寄存器操作

ENC28J60的寄存器很多，操作这些寄存器需要一个良好的代码组织工作。在AVRNET项目中，把ENC28J60的驱动分解成ENC28J60.h文件和ENC28J60.c文件。H文件中主要描述ENC28J60寄存器的基本定义，而C文件主要实现了这些寄存器的操作。

2.1 寄存器定义

首先分析一下ENC28J60.h这个头文件。阅读数据手册之后，会发现ENC28J60寄存器数量较多，通过分析和整理，操作ENC28J60的寄存器需要注意以下3点。

(1) 共有三种不同形式的寄存器——控制寄存器，以太网寄存器 和PHY寄存器，不同的寄存器以不同的字母开头，以E、 MA和MI加以区分。操作这三种不同的寄存器需要不同的组合命令。

(1) 寄存器被分布在4个不同的bank中，也就是说存在地址相同的寄存器，但是这些寄存器却位于不同的分区中，在操作寄存器之前必须选中正确的bank。

(3) 虽然存在4个bank，但是有5个寄存器在4个bank的位置相同，它们是EIE、 EIR、ESTAT、ECON1、ECON2。

AVRNET项目中，寄存器被定义成8位长度，而这8位长度包含了三个部分，地址bit7(最高位)用以区分PHY和MAC寄存器，PHY寄存器的操作最为特殊；地址bit6和bit5用以区分BANK，2位空间正好区分4个BANK；地址的最后5位才是寄存器的地址。通过这种方式就可以区分所有的寄存器了。列举了几行代码。由于头文件很长，所以不全部列出。

图2.1 硬件缓冲区结构
(2)   对于发送缓冲区而言，需要指定发送缓冲区写指针，使用写缓冲区命令操作该部分缓冲区，写指针的地址会不断增长，若遇到结束地址会重新返回起始地址。对于接收缓冲区而言就稍微复杂一点，每次读取之前必须明确该次操作时的读指针位置，根据前文的代码，缓冲区读指针的起始地址为0，在第一次读操作发生之后需要立即计算下次读操作的读指针地址。ENC28J60读缓冲区时，被读取的内容并不全是以太网负载，在以太网负载之前还有下一个数据包的地址指针（占两个字节），接收状态向量（占4个字节），之后才是“真实”以太网负载，该负载包括目标MAC地址，源MAC地址，数据包类型等等；最后为CRC校验字节。

图2.2 接收数据包结构