MC9S12NE64型单片机的嵌入式以太网连接

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MC9S12NE64型单片机的嵌入式以太网连接

摘要:本文分析基于单片机的以太网连接方案,介绍MC9S12NE64型16位单片机的特性及其最小系统的硬件设计,给出MC9S12NE64的初始化过程、主程序和TCP/IP协议栈实现的思想。

1 引言

  随着互联网的出现和以太网的迅速发展,基于以太网的设备控制越来越多,发展也越来越快。目前,以太网(EtImmet)已经广泛地应用于各种计算机网络,通过以太网及TCP/IP协议栈可以使不同的网络设备实现互连、交换数据。

  用以太网实现嵌入式系统的网络连接有多种方案。传统的多器件以太网连接方案是通过MCU扩展以太网控制器来实现的,必要时还需要扩展外部RAM和 ROM。虽然这种方案应用起来不是很困难,但所用外部元件数量较多,系统开销较大。稳定性不高。为了解决传统方案的不足,本文讨论以集成以太网MAC层和物理层的16位单片机MC9S12NE64来实现单器件以太网连接。与多器件方案相比.单器件连接方案具有所用外部元件少、系统开销小、稳定性高、设计时间短等一系列优点。

2 MC9S12NE64简介

  MC9S12NE64是Freescale公司生产的基于HCSl2 CPU内核的16位单片机,利用它可以方便地实现单器件以太网连接,构成一个完整的终端节点。MC9S12NE64的内部功能模块框图如图1所示,主要特性如下:

  采用高性能16位HCSl2CPU内核,3.3V下工作频率可达25MHz或10MIPS,具有优化的C语言体系结构,可以生成十分简洁的代码。

  带有片上调试接口,可以进行实时在线仿真和调试,而无需仿真器。

集成了64KB的nash内存和8KB的静态RAM,能够满足大多数的应用场合。如果需要还可进行外部扩展。

集成了10/100Mbps以太网媒介访问控制器(EMAC),内置标准的媒介独立接口(MII),可以实现地址识别及过滤、以太类型过滤,支持半双工和全双工通信,具有和8KB RAM共用可配置的EMAC缓冲区,包括一个发送缓冲区和两个接收缓冲区,MC9S12NE64的RAM以2倍于CPU的速度运行,使得CPU和EMAC 缓冲区可以交叉存取数据。

集成了10/100Mbps以太网物理层(EPHY),支持自动协商模式,支持半双工和全双工的通信。并具有自诊断功能。

带有8通道10位模数转换器fADC)、4通道16位定时器、2个串行通信接口(SCI),1个高速串行外设接口(SPI)、1个具有256种时钟速度选项的I2C接口,具备使用锁相回路的时钟及复位发生器(CRG)模块,有多达70个通用I/O口。具有80引脚TQFP-EP和112引脚LQFP两种封装。

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