W5100网络接口电子电路设计图

出处：电子发烧友发布于：2015-05-13 14:06:08

　　5100 是一款多功能的单片网络接口芯片，内部集成有 10/100Mbps 以太网控制器，主要应用于高集成、高稳定、高性能和低成本的嵌入式系统中。使用 W5100 可以实现没有操作系统的 Internet 连接。W5100与 IEEE802.3 10BASE-T和 802.3u 100BASE-TX兼容。W5100 内部集成了全硬件的、且经过多年市场验证的 TCP/IP 协议栈、以太网介质传输层（MAC）和物理层（PHY）。全硬件TCP/IP协议栈支持 TCP，UDP，IPv4，ICMP，ARP，IGMP 和 PPPoE，这些协议已经在很多领域经过了多年的验证。W5100 内部还集成有 16KB 存储器用于数据传输。使用W5100不需要考虑以太网的控制，只需要进行简单的端口编程。
　　与MCU的接口
　　W5100与MCU接口采用并行总线方式（如果要使用SPI接口，建议采用W5200），因此W5100与MCU的接口设计相对简单。以AT89C52为例，如下图所示。
　　外扩一个32K的SRAM（IS62C256），按照图示的硬件接口，地址线A15作为SRAM的片选信号。因此32K的XDATA地址空间在0×0000~0x7FFF。W5100作为外部接口也映射到89C52的XDATA空间，地址线A15反相（74AHC1G04）后作为W5100的片选信号。因此W5100的地址空间在0×8000~0xFFFF。如果使用间接总线，地址线A2~A14必须接地，以保证间接总线初始化成功。

　　复位信号
　　W5100硬件设计中重要的复位信号往往被我们所忽视。很多工程师采用RC复位，虽然可以达到复位的效果，但实际使用时很不理想。W5100的复位不好往往引起器件不能正常工作，尤其是以太网的物理层不能正常启动，也可能引起MCU对W5100初始化失败。理想的复位方法是使用MCU的IO口输出复位信号。这样可以保证W5100与MCU之间的同步，而且一旦工作失败，也便于MCU对W5100进行控制。如果MCU无法提供足够多的IO口输出复位信号，也可以采用专用的复位芯片（如IMP809T），这样可以保证可靠复位，但在设计MCU软件时，注意MCU对W5100的操作同步问题。
　　如何连接网络变压器或RJ45

　　HS-MAG1201是带网络变压器的RJ-45，以此为例，TCT和RCT是变压器发送端和接收端的中心抽头，中心抽头必须接3.3V拉高。很多工程师在设计时忽略了这个细节。另外，RJ-45的金属外壳不要接电源地，有条件的话接大地。TXOP/TXON，RXIP/RXIN的PCB布线尽量等长，而且尽量平行走线。RSET_BG的电阻连接到W5100的第1脚的RSET_BG电阻用1%的精密电阻，尤其是在大批量生产时，使用普通的电阻（5%）会给你的产品调试带来意想不到的麻烦。
　　电感
　　数字电源到模拟电源之间的电感非常重要。因为从该电感通过的电流比较大，如果电感质量不好，会产生较大的直流压降和交流噪声，严重影响W5100的工作。有很多工程师在初期调试时都遇到过这种问题。如果没有合适的电感，可以把电感去掉，直接用导线短路。
　　晶体振荡
　　晶体振荡出现的问题多，也难解决。
　　W5100（W5300和W7100与W5100相同）的晶体振荡器有问题，问题主要表现在：
　　1. 振荡频率偏差较大，远远偏离25MHz；
　　2. 振荡幅值不够，XTLN和XTLP的幅度只有几百毫伏。
　　出现这种现象，主要问题是晶体，WIZnet给出的晶体参数如