Microchip ENC28J60-I/SS以太网芯片中文资料

一、型号与类型

ENC28J60-I/SS是由Microchip Technology Inc.生产的一款独立以太网控制器，它集成了串行外设接口（SPI）、媒体访问控制器（MAC）和物理层（PHY）于一体，特别适用于需要以太网连接但受限于引脚数量和成本的嵌入式系统。该芯片以其紧凑的封装和强大的功能在工业自动化、楼宇自动化、安全系统以及传感与仪表等领域得到广泛应用。

　　厂商名称：Microchip

　　元件分类：以太网芯片

　　中文描述： 以太网控制器,IEEE 802.3,3.1 V,3.6 V,SSOP,28引脚

　　英文描述： Stand-Alone Ethernet Controller

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　　ENC28J60-I/SS概述

　　ENC28J60-I/SS是一款带SPI接口、板载MAC和PHY、8K字节缓冲RAM和SPI串行接口的独立以太网控制器。它采用小尺寸封装，最大限度地降低了复杂性、电路板空间和成本。它符合IEEE 802.3的所有规范。它采用了多种数据包过滤方案来限制接收到的数据包。它还提供一个内部DMA模块，用于快速数据吞吐和硬件辅助校验和计算，这在各种网络协议中都有应用。与主控制器的通信通过中断引脚和SPI实现，时钟速率高达20MHz。两个专用引脚用于LED链路和网络活动指示。

　　集成MAC和10Base-T PHY

　　支持一个10Base-T端口，具有自动极性检测和校正功能

　　支持全双工和半双工模式

　　碰撞时可编程自动重传

　　可编程填充和CRC生成

　　SPI接口，时钟速度高达20MHz

　　可配置发送/接收缓冲区大小

　　硬件管理的循环接收FIFO

　　用于快速数据移动的内部DMA

　　支持单播、组播和广播数据包

　　应用

　　工业,自动化与过程控制,建筑自动化,安全,传感与仪器,通信与网络

　　ENC28J60-I/SS中文参数

　　ENC28J60-I/SS引脚图

二、工作原理

ENC28J60-I/SS通过SPI接口与主控制器（如微控制器MCU）通信，实现以太网数据的收发控制。其内部包含了一个完整的MAC和10Base-T PHY，能够直接连接到以太网网络，支持全双工和半双工模式。在数据传输过程中，ENC28J60-I/SS通过其内部的DMA（直接内存访问）模块实现高效的数据吞吐，同时支持硬件辅助的校验和计算，减轻了主控制器的处理负担。

该芯片还集成了多种数据包过滤功能，可以自动评估、接收或拒收特定类型的数据包（如单播、多播、广播和Magic Packet等），从而有效减少网络流量和降低主控单片机的处理负荷。此外，ENC28J60-I/SS还提供了丰富的控制寄存器和中断功能，使得主控制器能够灵活配置和监控其工作状态。

三、特点

1. 紧凑封装：ENC28J60-I/SS采用SSOP-28封装，引脚数量少，占用电路板空间小，便于在小型嵌入式系统中使用。

2. 高性能：内置8KB双端口SRAM缓冲器，支持快速数据存取和高效的数据管理机制。内部DMA模块和硬件辅助校验和计算功能，确保了高速、可靠的数据传输。

3. 灵活配置：提供多种可编程功能，如自动重传、填充和CRC生成、接收数据包过滤等，满足不同应用场景的需求。

4. 易于集成：通过标准的SPI接口与主控制器通信，无需复杂的外部电路，降低了系统集成难度和成本。

5. 广泛兼容性：符合IEEE 802.3标准，支持10Base-T以太网连接，具有自动极性检测和校正功能，确保了广泛的网络兼容性。

四、应用

ENC28J60-I/SS因其高性能、紧凑封装和灵活配置的特点，在多个领域得到了广泛应用：

1. 工业自动化：在工业自动化系统中，ENC28J60-I/SS可用于实现设备之间的以太网通信，实现远程监控和控制。

2. 楼宇自动化：在楼宇自动化系统中，该芯片可用于智能照明、安防监控等设备的网络连接，提高系统的智能化水平。

3. 安全系统：在安防系统中，ENC28J60-I/SS可用于网络摄像头、门禁系统等设备的以太网连接，实现远程监控和管理。

4. 传感与仪表：在传感器网络和智能仪表中，该芯片可用于数据传输和远程控制，提高系统的灵活性和可靠性。

五、参数

以下是ENC28J60-I/SS的主要参数：

• 制造商：Microchip Technology Inc.

• 封装：SSOP-28

• 接口类型：SPI

• 电源电压：3.1V~3.6V（典型值为3.3V）

• 时钟频率：最高可达20MHz（SPI接口）

• 工作温度：-40℃+85℃（工业级），0℃+70℃（商用级）

• 数据速率：10Mbps

• 双工模式：全双工、半双工

• 缓冲区大小：8KB双端口SRAM

• LED指示：两个专用引脚用于LED链路和网络活动指示

• 中断功能：6个中断源和1个中断输出引脚

• 封装尺寸：10.20mm x 5.30mm x 1.75mm（高度）

• 引脚数：28个

六、详细功能与应用实例

ENC28J60-I/SS内部集成了多个关键模块，共同实现了以太网通信的完整功能。以下是对其内部模块及其功能的详细解析：

1. SPI接口：作为主控制器与ENC28J60-I/SS之间的通信桥梁，SPI接口负责传输控制命令和数据包。其高达20MHz的时钟频率确保了高速、可靠的数据传输。

2. 控制寄存器：ENC28J60-I/SS内部

   包含了多个控制寄存器，这些寄存器允许主控制器配置和监控以太网控制器的各种操作模式和状态。例如，可以通过写入特定的控制寄存器来配置网络地址（MAC地址）、IP地址、子网掩码、网关地址等网络参数；也可以读取状态寄存器来获取当前的链路状态、接收/发送缓冲区状态等信息。

3. 双端口SRAM：内置的8KB双端口SRAM是ENC28J60-I/SS的核心数据存储区，它同时支持MAC和主控制器对数据的访问。这种设计使得在数据传输过程中，MAC可以独立地读取或写入数据，而无需等待主控制器的干预，从而大大提高了数据传输的效率。

4. DMA引擎：直接内存访问（DMA）引擎是ENC28J60-I/SS中的一个关键组件，它负责在SRAM和以太网物理层之间自动传输数据包。当数据包到达或发送时，DMA引擎会自动将数据从SRAM移动到PHY或从PHY移动到SRAM，从而减轻了主控制器的负担，使其能够专注于其他任务。

5. 数据包过滤：ENC28J60-I/SS提供了强大的数据包过滤功能，可以根据多种条件（如目标MAC地址、源MAC地址、以太网类型等）来接收或拒绝数据包。这种过滤机制有助于减少不必要的网络流量，提高系统的整体性能和效率。

应用实例：

假设我们正在设计一个基于Microcontroller（如PIC系列）的智能家居控制系统，其中需要通过网络远程控制家中的灯光、空调等设备。在这个系统中，ENC28J60-I/SS可以作为微控制器与以太网网络之间的桥梁，实现远程控制信号的接收和发送。

1. 硬件连接：首先，将ENC28J60-I/SS通过SPI接口与微控制器连接，并连接适当的以太网接口（如RJ45插座）和LED指示灯（用于显示网络状态）。

2. 软件编程：在微控制器的固件中，编写代码以初始化ENC28J60-I/SS，配置其网络参数（如MAC地址、IP地址等），并设置数据包过滤规则以接收来自特定源或目标的数据包。

3. 数据处理：当ENC28J60-I/SS接收到数据包时，微控制器会读取数据并解析出控制指令（如打开/关闭灯光、调节空调温度等）。然后，根据指令执行相应的操作，并通过ENC28J60-I/SS发送响应数据包给发送方。

4. 网络通信：整个过程中，ENC28J60-I/SS负责处理所有的以太网通信细节，包括数据包的封装、发送、接收和解析等。这使得微控制器能够专注于应用逻辑的实现，而无需关心底层的网络通信协议。

通过以上步骤，我们可以利用ENC28J60-I/SS在智能家居控制系统中实现高效、可靠的以太网通信，为用户提供便捷的远程控制体验。同时，ENC28J60-I/SS的紧凑封装、高性能和灵活配置等特点也使其成为嵌入式系统中实现以太网连接的理想选择。