基于c8051f020的远程电源监控系统设计

由于网络控制器具有 ethernet（ieee802.3）协议处理功能，系统便可直接rj45连接到以太网（再通过以太网接入 internet）。本文所设计的系统中选用的rj45连接器为lf1s022，它已经具有电平转换功能，简化了 pcb设计。值得注意的是，设计pcb时，rj45连接器不能与cpu和网络芯片相距太远，以免对数据传输造成影响。

rtl8019as的tpin+（59脚）, tpin-（58脚）脚是tp 的一对输入脚，能以10mbits/s 的速率从双绞线接收差分曼彻斯特编码的数据。tpout+（45脚）、tpout-（46脚）是一对曼彻斯特编码的差分tp输出信号。为了防止双绞线超载，该输出信号会被提前中断，这样可以减少拥塞。连接时，这四个管脚分别接到 lf1s022的7、6、5、4脚。连接器的其他管脚都通过一个电容与地连接。最后，还必须在50、51脚之间接入一个20mhz的晶体振荡器。

图3中扩展的rj45口接入互联网，rtl8019as通过本地dma方式将接收到的数据送到片内sram，或者从片内sram读取数据从rj45口发送出去。

网卡的复位信号rstdrv由单片机的p5.2产生，rstdrv为高电平有效，至少需要800ns的宽度。由p5.2引脚产生一个1μs以上的高电平就可以使rtl- 8019as芯片复位。

rstdrv从高电平到低电平之后要等多久，单片机才可以对网卡进行操作？复位的过程将执行一些操作，比如将内部寄存器初始化等。这些至少需要2ms的时间。为确保完全复位，应该等待更久的时间之后才对网卡操作，比如100ms之后才对它操作。

对rstdrv可以接单片机的一个i/o口线进行网卡的复位，也可以直接将rstdrv跟单片机的reset引脚并联，单片机复位的时候，网卡也复位，以减少一个单片机的引脚使用。

3.2  网卡的初始化

网卡在能够正常工作以前，必须先对其进行初始化，一般带有操作系统的计算机上，网卡的初始化由其驱动程序完成。此例中由于c8051f020单片机是全裸机（不含驱动程序），不仅需要用户自己完成网卡的初始化，还需要用户自己设置网卡的mac（介质访问控制）地址以及对网卡进行读写访问。

初始化需要设置页0与页1的相关寄存器，页2的寄存器是只读的，不可以设置，页3的寄存器不是ne2000兼容的，不用设置。需初始化的寄存器包括cr、dcr、pbcr、pstart、pstop、isr、imr、par0～par5、mar0～mar7、curr、tcr、rcr等寄存器。初始化函数主要要完成以下诸项工作。

（1） 调用复位子程序队rtl8019as进行复位。有两种复位方式:一是硬件复位，通过拉高拉低reset引脚达到复位rtl8019as的目的;二是软件复位，向if端口读写数据从而使rtl8019as复位。

（2） 向命令寄存器cr写入0x21h使rtl8019as处于停止模式，设置寄存器。

（3） 设置数据配置寄存器dcr为使用fifo缓存、普通模式、8位数据传输模式，字节顺序为高位字节在前，低位字节在后。设置rbcr0、rbcr1寄存器为0，即读取ram字节数。

（4） 设置接收和发送缓冲区起止地址。pstart接收缓冲区的起始页地址0x46;pstop接收缓冲区的结束页地址0x80;bnry指向最后一个已经读取页的指针0x46;tpsr发送页的起始地址0x40;curr芯片写内存指针，它指向当前正在写的页的下一个页，即初始化时指向0x47。

（5） 设置rcr接收配置寄存器为0xcc，使用接收缓冲区，仅接收自己的地址的数据包（以及广播地址数据包）和多点播送地址包，小于64字节的包丢弃，校验错的数据包不接收。设置tcr发送配置寄存器为0xe0，启用crc自动生成和自动校验，工作在正常模式。

（6） 设置mar0～mar8为0，清除多播地址寄存器;设置isr为0xff，清除中断状态寄存器;设置中断屏蔽寄存器imr为0，屏蔽所有中断请求。

（7） 将物理地址写入par0～5物理地址寄存器。

（8） 最后设置tcr发送配置寄存器为0xe0;设置命令寄存器cr为0x22，芯片进入正常工作状态，rtl8019as初始化完成。

初始化时，必需指明嵌入式设备的48位硬件地址和广播地址，并正确设置它的ip地址、子网掩码和默认网关。工业控制一般都在一个同级局域网内部进行，因此可以直接令网关的ip地址为0。其主控制流程如图4所示。

4  结束语

本文分析了嵌入式设备与以太网接口的组成，简要介绍了rtl8019as和c8019f芯片，并给出了嵌入式mcu与以太网控制芯片的硬件连接及其软件设计。该设计以数据采集为例的，在工业生产中有很大的现实意义。