越来越多的设备需要接入网络以实现远程控制或资源共享。以太网接口布线方便，通信带宽较宽，可达 100 Mb/s 甚至 1000 Mb/s。嵌入式系统具有体积小、价格低、专用性能高的优势，被广泛应用于各种电子设备和工业测试设备中；随着嵌入式系统与网络的日益紧密结合，在嵌入式系统中引入 TCP/IP 协议栈已成为嵌入式系统领域的重要研究方向。

本文在以太网接口实现基本数据传输的基础上，将其转换成其他通用串行接口（如 SPI、UART、CAN），更利于应用在广泛的工业控制领域中。目前市面上的以太网控制芯片大多功耗高、功能复杂，不适合用在中低端的嵌入式系统中：此前 Microchip 推出的 ENC28J60 网络接口速度只能达到 10 Mbps，其 SRAM 缓冲区也不大、容易造成接收溢出；而 ENC424J600 速度可达 100 Mbps，功能更加完善，并提供两种接口供嵌入式开发者选择，是一款很好的网络接口芯片。STM32F103RET6 是一款 ARM 处理器，功耗低、价格低廉、功能强大、具备丰富的串行接口，具有 512 KB 的 Flash，在一般的应用中可以不用外扩 Flash，是中低端嵌入式开发系统的最佳选择之一。将两者结合，不但能实现网络通信，而且可以灵活转换成其他串行接口，用途广泛。

网络控制器外围硬件电路

ENC424J600 网络控制器外围硬件电路设计需要注意以下几点：ENC424J600 的 SPISEL 引脚需要通过 100 kΩ 电阻上拉至电源，这样系统上电时就能进入 SPI 模式，同时引出 INT 引脚作为接收中断使用；每个电源引脚与地之间都应连接一个电容，为更好地防止干扰，设计时加了两个电容，布线时使 0.01 μF 电容更靠近电源引脚；RBIAS 引脚需接一个 12.4 kΩ 的电阻到地；另外 RD+、RD− 差分信号处的接法与一般的网络控制器不同，它不是直接通过电阻接到电源上，需要特别注意。以太网接口采用 HR961160C，该插座集以太网隔离变压器、LED 灯于一体，同时是贴片式的，可节约 PCB 制板空间。在 PCB 布线时需要注意的是，RD+、RD− 和 TD+、TD− 两对高频差分线的走线应对称并尽可能短。

ENC424J600 外围硬件电路及 HANRUN 以太网变压器插座外围电路分别如图 1、图 2 所示。

图 1　ENC424J600 外围硬件电路

图 2　HANRUN 以太网变压器插座外围电路

ENC424J600 是单独可用的快速以太网控制器，其与 MCU 的连接方式可采用具有工业标准的串行总线 SPI 或灵活的并行接口：SPI 接口数据速率可达 14 Mb/s，并行接口速率可达 140 Mb/s。ENC424J600 满足 10Base-TX 全双工／半双工模式和 100Base-TX 全双工／半双工模式，4 种模式均符合 IEEE 802.3 协议。芯片内置 PHY 物理层及 MAC 媒体访问控制层，其加密引擎具有 RSA、Diffie-Hellman、AES、MD5 和 SHA-1 算法。芯片具有 44 引脚 TQFP 和 QFN 两种封装形式。该芯片另一个突出特点是具有 24 KB 的 SRAM 缓冲区，基本不需要外接 SRAM；缓冲区被分为两个区域，一般将通用缓冲区（General Purpose Buffer）设为发送区、将 RX FIFO 缓冲区设为接收区，通过指针 ERXST 区分两个区域，通常将接收区设置得较大以防止接收帧溢出。