奋斗版 STM32 开发板例程文档———uIP1.0 ENC28J60 以太网例程
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uIP1.0 ENC28J60 以太网例程
实验平台：奋斗版STM32开发板V2、V2.1、V3 实验内容：本例程演示了在奋斗STM32开发板上完成ARP，ICMP，TCP服务器、WEB 服务器以及UDP服务器，该实验学习了基于uIP1.0网络协议栈的程序编制。
预先需要掌握的知识
1．ENC28J60
ENC28J60是MICROCHIP公司的带SPI 接口的独立以太网控制器， 以太网控制器特性 • IEEE 802.3 兼容的以太网控制器 • 集成MAC 和10 BASE-T PHY • 接收器和冲突抑制电路 • 支持一个带自动极性检测和校正的10BASE-T 端口 • 支持全双工和半双工模式 • 可编程在发生冲突时自动重发 • 可编程填充和CRC 生成 • 可编程自动拒绝错误数据包 • 最高速度可达10 Mb/s 的SPI 接口 缓冲器 • 8 KB 发送/ 接收数据包双端口SRAM • 可配置发送/ 接收缓冲器大小 • 硬件管理的循环接收FIFO • 字节宽度的随机访问和顺序访问（地址自动递增） • 用于快速数据传送的内部DMA • 硬件支持的IP 校验和计算 介质访问控制器
（MAC）特性 • 支持单播、组播和广播数据包 • 可编程数据包过滤，并在以下事件的逻辑“与” 和“或”结果为真时唤醒主机： - 单播目标地址 - 组播地址 广播地址 - Magic Packet - 由64 位哈希表定义的组目标地址 - 多达64 字节的可编程模式匹配（偏移量可由用户定义）
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• 环回模式 物理层（PHY）特性 • 整形输出滤波器 • 环回模式 工作特性 • 两个用来表示连接、发送、接收、冲突和全/ 半双工状态的可编程LED 输出 • 使用两个中断引脚的七个中断源 • 25 MHz 时钟 • 带可编程预分频器的时钟输出引脚 • 工作电压范围是3.14V 到3.45V • TTL 电平输入 • 温度范围：-40°C 到+85°C （工业级）， 0°C 到 +70°C （商业级）（仅SSOP 封装） • 28 引脚SPDIP、SSOP、SOIC 和QFN 封装
概述
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ENC28J60 是带有行业标准串行外设接口（SerialPeripheral Interface，SPI）的独立以太网控制器。 它可作为任何配备有SPI 的控制器的以太网接口。ENC28J60 符合IEEE 802.3 的全部规范，采用了一系列包过滤机制以对传入数据包进行限制。 它还提 供了一个内部DMA 模块，以实现快速数据吞吐和硬件支持的IP校验和计算。 与主控制器的通信通过两个中断引脚和SPI 实现， 数据传输速率高达10 Mb/s。两个专用的引脚用于连接LED，进行网络活动状态指示。 图1-1所示为ENC28J60的简化框图。 图1-2所示为使用该器件的典型应用电路。 要将单片机连接到速率为10 Mbps 的以太网， 只需ENC28J60、两个脉冲变压器和一些无源元件即可。
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ENC28J60 由七个主要功能模块组成： 1. SPI 接口——充当主控制器和ENC28J60 之间通信通道。 2. 控制寄存器——用于控制和监视ENC28J60。 3. 双端口RAM缓冲器——用于接收和发送数据包。 4. 判优器——当DMA、发送和接收模块发出请求时对RAM 缓冲器的访问进行控制。 5. 总线接口——对通过
SPI 接收的数据和命令进行解析。 6. MAC （Medium Access Control）模块——实现符合IEEE 802.3 标准的MAC 逻辑。 7. PHY（物理层）模块——对双绞线上的模拟数据进行编码和译码。 该器件还包括其他支持模块，诸如振荡器、片内稳压器、电平变换器（提供可以接受5V 电压的I/O 引脚）和系统控制逻辑。 奋斗板STM32 V3和ENC28J60的连接
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2. 轻型以太网协议栈uIP：
开源的uIP软件包为嵌入式位处理器建立TCP/IP协议堆栈提供了一种解决方法。它为互联网提供了一系列必要的协议。对 代码和数据的内存要求量十分小。uIP是亚当-邓克尔斯（Adam Dunkels）在瑞典计算机学院开发的。uIP1.0版本实现了符合 IEEE802.3的比较重要的协议， 例如ARP，ICMP，IP，TCP，UDP等，详细手册可以参考光盘资料目录下的UIP1.0源码目录下的参 考手册。 本例程是选用了uIP1.0版本作为移植版本，移植到了基于STM32F103VET6控制的ENC28J60网络模块上。 实现了以下
协议。 ARP：地址解析协议。 IP： 网际协议 ICMP： 因特网信息控制协议（包含了ping的响应） TCP： UDP： 传输控制协议（包含了TCP服务器，WEB服务器） 数据报协议（包含了UDP服务）
3. 应用实例
设计要求
本例程移植uIP-1.0协议栈，演示开发板和PC间的TCP通信。自定义了一个简单的应用层 有： （1）实现一个TCP服务器，可以通过PC机的TCP客户端控制板子上的LED （2）实现了一个简单的Web服务器。可以通过PC的浏览器控制板子上的LED （3）实现了一个UDP服务器。可以通过PC机的UDP客户端控制板子上的LED 本例程设置的缺省IP地址是 192.168.1.15，默认的TCP服务器监听端口是1200, WEB服务器监听端口80， UDP服务器监听端口 2000。 用户可以做如下测试： （1）ping 试验 (ICMP) 点击windows 开始-运行，执行cmd命令，然后在dos窗口输入 ping 192.168.1.15 应该看到如下结果： Reply from 192.168.0.15: bytes=32 time<1ms TTL=128 Reply from 192.168.0.15: bytes=32 time<1ms TTL=128 Reply from 192.168.0.15: bytes=32 time<1ms TTL=128 Reply from 192.168.0.15: bytes=32 time<1ms TTL=128 （2）PC机的TCP客户端控制开发板上的LED试验 (TCP服务器) 通信协议。本例程实现的功能
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运行网络调试助手软件，端口选择1200，服务器IP地址选择192.168.1.15， 协议类型选择TCP客户端， 点击连接按钮，在命令输入窗口输入控制LED的命令字符串，然后点击发送，开发板上对应的LED灯会发生 变化。 命令代码如下： (末尾无0x00和回车字符) ledon 1 ledoff 1 ledon 2 ledoff 2 ledon 3 ledoff 3 ----- 点亮LED1 ----- 关闭LED1 ----- 点亮LED2 ----- 关闭LED2 ----- 点亮LED3 ----- 关闭LED3 (WEB服务器) 可以看到基于uIP的Web测试页面，在对话框输入1-3，点确定按钮，
（3）WEB网页控制开发板上的LED试验
打开IE浏览器，在地址栏输入192.168.1.15
可以控制相应的LED点亮。网页保存在httpd-fsdata.c的data_index_html数组里， 是通过amo的编程小工具集合转换的，可以 在奋斗论坛下载到。 （4）UDP服务器实验 本地UDP端口默认是2000， 远端UDP可以直接连接本地端口，并进行通信 命令代码如下： (末尾无0x00和回车字符) getname ledon 1 ledoff 1 ledon 2 ledoff 2 ledon 3 ledoff 3 ------返回板子的信息 ----- 点亮LED1 ----- 关闭LED1 ----- 点亮L
ED2 ----- 关闭LED2 ----- 点亮LED3 ----- 关闭LED3
3.2 硬件电路连接
用网络线把PC和开发板连接起来。需要注意的是，由于开发板断的网络芯片配置为10M 全双工。 由于该芯片不具有自动协 商功能，需要将PC端得网络设置为10M 全双工。 否则采用自动协商的话，会判别开发板采用的是10M 半双工， 由于开发板默 认的IP地址设置为192.168.1.15， 需要将连接的网络设备设置为192.168.1.X, 否则会引起不能正常通信。
3.3 软件程序设计
根据任务要求，主程序内容主要包括： 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 设置系统时钟为72Mhz 中断源配置 （采用了ENC28J60的中断接收模式） 串口1初始化（用于监视网络状态） GPIO接口初始化 （配置LED控制） SPI1接口初始化 （用于END28J60的控制） 网络配置初始化 （ENC28J60的初始化设置以及uip的接口函数设置） 创建TCP服务器端口及WEB服务器端口 根据接收的UDP包进行UDP初始化设置 （绑定远端及本地的IP及端口） 网络状态监控及响应。
整个工程包含6类源文件：
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