Microchip ENC28J60-I/SS以太網芯片中文資料

一、型號與類型

ENC28J60-I/SS是由Microchip Technology Inc.生產的一款獨立以太網控制器，它集成了串行外設接口（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連接但受限于引腳數量和成本的嵌入式系統。該芯片以其緊湊的封裝和強大的功能在工業自動化、樓宇自動化、安全系統以及傳感與儀表等領域得到廣泛應用。

　　廠商名稱：Microchip

　　元件分類：以太網芯片

　　中文描述： 以太網控制器,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字節緩沖RAM和SPI串行接口的獨立以太網控制器。它采用小尺寸封裝，最大限度地降低了復雜性、電路板空間和成本。它符合IEEE 802.3的所有規范。它采用了多種數據包過濾方案來限制接收到的數據包。它還提供一個內部DMA模塊，用于快速數據吞吐和硬件輔助校驗和計算，這在各種網絡協議中都有應用。與主控制器的通信通過中斷引腳和SPI實現，時鐘速率高達20MHz。兩個專用引腳用于LED鏈路和網絡活動指示。

　　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

　　可配置發送/接收緩沖區大小

　　硬件管理的循環接收FIFO

　　用于快速數據移動的內部DMA

　　支持單播、組播和廣播數據包

　　應用

　　工業,自動化與過程控制,建筑自動化,安全,傳感與儀器,通信與網絡

　　ENC28J60-I/SS中文參數

　　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，實現以太網數據的收發控制。其內部包含了一個完整的MAC和10Base-T PHY，能夠直接連接到以太網網絡，支持全雙工和半雙工模式。在數據傳輸過程中，ENC28J60-I/SS通過其內部的DMA（直接內存訪問）模塊實現高效的數據吞吐，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據包過濾功能，可以自動評估、接收或拒收特定類型的數據包（如單播、多播、廣播和Magic Packet等），從而有效減少網絡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控其工作狀態。

三、特點

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

2. 高性能：內置8KB雙端口SRAM緩沖器，支持快速數據存取和高效的數據管理機制。內部DMA模塊和硬件輔助校驗和計算功能，確保了高速、可靠的數據傳輸。

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、接收數據包過濾等，滿足不同應用場景的需求。

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

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

四、應用

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

1. 工業自動化：在工業自動化系統中，ENC28J60-I/SS可用于實現設備之間的以太網通信，實現遠程監控和控制。

2. 樓宇自動化：在樓宇自動化系統中，該芯片可用于智能照明、安防監控等設備的網絡連接，提高系統的智能化水平。

3. 安全系統：在安防系統中，ENC28J60-I/SS可用于網絡攝像頭、門禁系統等設備的以太網連接，實現遠程監控和管理。

4. 傳感與儀表：在傳感器網絡和智能儀表中，該芯片可用于數據傳輸和遠程控制，提高系統的靈活性和可靠性。

五、參數

以下是ENC28J60-I/SS的主要參數：

• 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℃（工業級），0℃+70℃（商用級）

• 數據速率：10Mbps

• 雙工模式：全雙工、半雙工

• 緩沖區大小：8KB雙端口SRAM

• LED指示：兩個專用引腳用于LED鏈路和網絡活動指示

• 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：28個

六、詳細功能與應用實例

ENC28J60-I/SS內部集成了多個關鍵模塊，共同實現了以太網通信的完整功能。以下是對其內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據包。其高達20MHz的時鐘頻率確保了高速、可靠的數據傳輸。

2. 控制寄存器：ENC28J60-I/SS內部

   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控以太網控制器的各種操作模式和狀態。例如，可以通過寫入特定的控制寄存器來配置網絡地址（MAC地址）、IP地址、子網掩碼、網關地址等網絡參數；也可以讀取狀態寄存器來獲取當前的鏈路狀態、接收/發送緩沖區狀態等信息。

3. 雙端口SRAM：內置的8KB雙端口SRAM是ENC28J60-I/SS的核心數據存儲區，它同時支持MAC和主控制器對數據的訪問。這種設計使得在數據傳輸過程中，MAC可以獨立地讀取或寫入數據，而無需等待主控制器的干預，從而大大提高了數據傳輸的效率。

4. DMA引擎：直接內存訪問（DMA）引擎是ENC28J60-I/SS中的一個關鍵組件，它負責在SRAM和以太網物理層之間自動傳輸數據包。當數據包到達或發送時，DMA引擎會自動將數據從SRAM移動到PHY或從PHY移動到SRAM，從而減輕了主控制器的負擔，使其能夠專注于其他任務。

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

應用實例：

假設我們正在設計一個基于Microcontroller（如PIC系列）的智能家居控制系統，其中需要通過網絡遠程控制家中的燈光、空調等設備。在這個系統中，ENC28J60-I/SS可以作為微控制器與以太網網絡之間的橋梁，實現遠程控制信號的接收和發送。

1. 硬件連接：首先，將ENC28J60-I/SS通過SPI接口與微控制器連接，并連接適當的以太網接口（如RJ45插座）和LED指示燈（用于顯示網絡狀態）。

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，配置其網絡參數（如MAC地址、IP地址等），并設置數據包過濾規則以接收來自特定源或目標的數據包。

3. 數據處理：當ENC28J60-I/SS接收到數據包時，微控制器會讀取數據并解析出控制指令（如打開/關閉燈光、調節空調溫度等）。然后，根據指令執行相應的操作，并通過ENC28J60-I/SS發送響應數據包給發送方。

4. 網絡通信：整個過程中，ENC28J60-I/SS負責處理所有的以太網通信細節，包括數據包的封裝、發送、接收和解析等。這使得微控制器能夠專注于應用邏輯的實現，而無需關心底層的網絡通信協議。

通過以上步驟，我們可以利用ENC28J60-I/SS在智能家居控制系統中實現高效、可靠的以太網通信，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中實現以太網連接的理想選擇。