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【程序】ATMega16A显示ENC28J60网卡的数据包个数,以及网线连接状态
一派護法 十九級
1樓 發表于:2017-4-22 21:59
晶振:外部11.0592MHz
本程序对晶振的要求不高,使用内部8MHz晶振也是可以的。
【main.c】
// 晶振: 外部11.0592MHz
#include <avr/interrupt.h>
#include <avr/io.h>
#include <avr/sfr_defs.h>
#include "ENC28J60.h"

const uint8_t seg8[] = {0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90};
uint8_t flag_disp = 0; // 是否插了网线, 初值必须为0 (开机时只有网线是插上的, 才会自动触发LINK中断)
uint16_t num_disp = 0;

int main(void)
{
    // SPI端口配置
    DDRB = _BV(DDB7) | _BV(DDB5) | _BV(DDB4);
    SPSR = _BV(SPI2X); // 选择2分频: 11.0592MHz/2=5.5296MHz, 远低于最高允许速度20MHz
    SPCR = _BV(SPE) | _BV(MSTR); // 开SPI, 设为主模式

    // 中断引脚配置(INT2_PB2): 下降沿触发
    MCUCSR &= ~_BV(ISC2);
    // 注意: 即使GICR中的INT2没有打开, 但只要INT2上有下降沿, GIFR中的INTF2标志也会置位
    // 只有此后打开了INT2中断和全局中断, 才执行中断函数

    // 数码管动态扫描配置
    DDRA = 0xff; // 配置段选端口
    PORTA = 0xff; // 熄灭数码管
    DDRC = _BV(DDB7) | _BV(DDB6) | _BV(DDB5) | _BV(DDB4) | _BV(DDB3) | _BV(DDB0); // 配置位选端口
    sei(); // 开总中断
    TIMSK |= _BV(TOIE0); // 开定时器中断
    TCNT0 = 0xff; // 先让定时器溢出一次, 点亮数码管
    TCCR0 |= _BV(CS02); // 开定时器0: 设为256分频, 总溢出时间约为5.926ms

    ENC28J60_Init();
    GICR |= _BV(INT2); // 开网卡中断
    while (1);
}

// 网卡中断
ISR(INT2_vect)
{
    uint8_t cnt, status;
    // 现在INT2为低电平
    ENC28J60_SetBits(EIE, EIE_INTIE, ENCCLR); // 该语句执行完毕后, INT2引脚会回到高电平, 之后新来的网卡中断都将处于pending状态
    // 如果在执行该函数期间恰好又来了一个中断, 那么肯定能被本次中断函数处理到
    GICR &= ~_BV(INT2);
    sei(); // 允许数码管扫描中断抢占本中断, 防止数码管闪烁
   
    status = ENC28J60_Read(EIR); // 获取所有网卡中断的状态
    // 一个一个处理:
    if (status & EIR_PKTIF)
    {
        /* 收到新数据包 */
        ENC28J60_SelectBank(1);
        cnt = ENC28J60_Read(EPKTCNT); // 获取数据包个数
        num_disp += cnt;
        while (cnt--)
            ENC28J60_SetBits(ECON2, ECON2_PKTDEC, ENCSET);
    }
    if (status & EIR_LINKIF)
    {
        ENC28J60_ReadPhy(PHIR); // 清除中断标志
        flag_disp = ENC28J60_IsPluggedIn();
    }

    // 处理其他中断: if (status & ....) {....} // 不能加else!

    ENC28J60_SetBits(EIE, EIE_INTIE, ENCSET); // 如果还有新来的中断没处理, 那么INT2将出现下降沿, 退出后再次执行本函数
    cli();
    GICR |= _BV(INT2);
    // 退出时将自动执行sei();
}

// 数码管动态扫描
// 每次只扫描一位, 从低位到高位
ISR(TIMER0_OVF_vect)
{
    static uint16_t numbuf;
    static uint8_t mask = _BV(PORTC7);
    TCNT0 = 0x90; // 每个数码管点亮的时间: (256-144)/256 * 5.926ms = 2.592625ms
    if (mask == _BV(PORTC7))
        numbuf = num_disp; // 重装数字

    PORTC |= _BV(PORTC7) | _BV(PORTC6) | _BV(PORTC5) | _BV(PORTC4) | _BV(PORTC3) | _BV(PORTC0); // 熄灭之前点亮的数码管
    PORTA = seg8[numbuf % 10]; // 设置显示字符
    PORTC &= ~mask; // 点亮数码管
   
    // 下一次要点亮的数码管
    mask >>= 1;
    if (mask == _BV(PORTC2))
    {
        mask = _BV(PORTC0);
        numbuf = flag_disp;
    }
    else if (mask == 0) // 若已扫描完一遍
        mask = _BV(PORTC7); // 则回到最低位
    else
        numbuf /= 10;
}
一派護法 十九級
2樓 發表于:2017-4-22 22:00
【ENC28J60.h】
#ifndef ENC28J60_H_
#define ENC28J60_H_

// 注: ISP下载口不使用SPI的片选端SS
#define ENC28J60_CS0 (PORTB &= ~_BV(PORTB4))
#define ENC28J60_CS1 (PORTB |= _BV(PORTB4))

#define ENC_RECV_START 0x5dc // 接收缓冲区起点

/* Key Registers */
#define EIE 0x1b
#define EIE_INTIE _BV(7) // 是否输出中断
#define EIE_PKTIE _BV(6)
#define EIE_DMAIE _BV(5)
#define EIE_LINKIE _BV(4)
#define EIE_TXIE _BV(3)
#define EIE_TXERIE _BV(1)
#define EIE_RXERIE _BV(0)
#define EIR 0x1c
#define EIR_PKTIF _BV(6)
#define EIR_DMAIF _BV(5)
#define EIR_LINKIF _BV(4)
#define EIR_TXIF _BV(3)
#define EIR_TXERIF _BV(1)
#define EIR_RXERIF _BV(0)
#define ESTAT 0x1d
#define ESTAT_CLKRDY _BV(0)
#define ECON2 0x1e
#define ECON2_AUTOINC _BV(7)
#define ECON2_PKTDEC _BV(6)
#define ECON2_PWRSV _BV(5)
#define ECON2_VRPS _BV(3)
#define ECON1 0x1f
#define ECON1_RXEN _BV(2)
#define ECON1_BSEL 0x03

/* Bank 0 */
#define ERDPTL 0x00
#define ERDPTH 0x01
#define EWRPTL 0x02
#define EWRPTH 0x03
#define ETXSTL 0x04
#define ETXSTH 0x05
#define ETXNDL 0x06
#define ETXNDH 0x07
#define ERXSTL 0x08
#define ERXSTH 0x09
#define ERXEDL 0x0a
#define ERXNDH 0x0b
#define ERXRDPTL 0x0c
#define ERXRDPTH 0x0d
#define ERXWRPTL 0x0e
#define ERXWRPTH 0x0f
#define EDMASTL 0x10
#define EDMASTH 0x11
#define EDMANDL 0x12
#define EDMANDH 0x13
#define EDMADSTL 0x14
#define EDMADSTH 0x15
#define EDMACSL 0x16
#define EDMACSH 0x17

/* Bank 1 */
#define EHT0 0x00
#define EHT1 0x01
#define EHT2 0x02
#define EHT3 0x03
#define EHT4 0x04
#define EHT5 0x05
#define EHT6 0x06
#define EHT7 0x07
#define EPMM0 0x08
#define EPMM1 0x09
#define EPMM2 0x0a
#define EPMM3 0x0b
#define EPMM4 0x0c
#define EPMM5 0x0d
#define EPMM6 0x0e
#define EPMM7 0x0f
#define EPMCSL 0x10
#define EPMCSH 0x11
#define EPMOL 0x14
#define EPMOH 0x15
#define ERXFCON 0x18
#define EPKTCNT 0x19

/* Bank 2 */
// 以M开头的寄存器地址最高位应标记为1 (读取时需要跳过dummy byte)
#define MACON1 0x80
#define MACON1_TXPAUS _BV(3)
#define MACON1_RXPAUS _BV(2)
#define MACON1_PASSALL _BV(1)
#define MACON1_MARXEN _BV(0)
#define MACON3 0x82
#define MACON3_PADCFG 0xe0
#define MACON3_PADCFG_2 _BV(7)
#define MACON3_PADCFG_1 _BV(6)
#define MACON3_PADCFG_0 _BV(5)
#define MACON3_TXCRCEN _BV(4)
#define MACON3_PHDREN _BV(3)
#define MACON3_HFRMEN _BV(2)
#define MACON3_FRMLNEN _BV(1)
#define MACON3_FULDPX _BV(0)
#define MACON4 0x83
#define MACON4_DEFER _BV(6)
#define MACON4_BPEN _BV(5)
#define MACON4_NOBKOFF _BV(4)
#define MABBIPG 0x84 // MAC Back-to-Back Inter-Packet Gap Register
#define MAIPGL 0x86 // Non-Back-to-Back Inter-Packet Gap Low Byte
#define MAIPGH 0x87
#define MACLCON1 0x88
#define MACLCON2 0x89
#define MAMXFLL 0x8a
#define MAMXFLH 0x8b
#define MICMD 0x92
#define MICMD_MIISCAN _BV(1)
#define MICMD_MIIRD _BV(0)
#define MIREGADR 0x94
#define MIWRL 0x96
#define MIWRH 0x97
#define MIRDL 0x98
#define MIRDH 0x99

/* Bank 3 */
#define MAADR5 0x80
#define MAADR6 0x81
#define MAADR3 0x82
#define MAADR4 0x83
#define MAADR1 0x84
#define MAADR2 0x85
#define EBSTSD 0x06
#define EBSTCON 0x07
#define EBSTCSL 0x08
#define EBSTCSH 0x09
#define MISTAT 0x8a
#define EREVID 0x12
#define ECOCON 0x15
#define EFLOCON 0x17
#define EPAUSL 0x18
#define EPAUSH 0x19
#define MISTAT_BUSY _BV(0)

/* PHY Registers */
#define PHCON1 0x00
#define PHCON1_PRST _BV(15) // PHY Software Reset
#define PHCON1_PLOOPBK _BV(14) // PHY Loopback
#define PHCON1_PPWRSV _BV(11) // PHY Power-Down
#define PHCON1_PDPXMD _BV(8) // PHY Duplex Mode
#define PHSTAT1 0x01
#define PHID1 0x02
#define PHID2 0x03
#define PHCON2 0x10
#define PHSTAT2 0x11
#define PHSTAT2_LSTAT _BV(10)
#define PHIE 0x12
#define PHIE_PLNKIE _BV(4)
#define PHIE_PGEIE _BV(1)
#define PHIR 0x13
#define PHLCON 0x14

#define ENCCLR 0xa0
#define ENCSET 0x80
#define ENC28J60_GetBank() (ENC28J60_Read(ECON1) & ECON1_BSEL) // 获取当前Bank号
#define ENC28J60_IsPluggedIn() ((ENC28J60_ReadPhy(PHSTAT2) & PHSTAT2_LSTAT) != 0) // 判断网卡是否插有网线(并接通)
#define SPI_Read() SPI_Write(0xff)

void ENC28J60_Init(void);
uint8_t ENC28J60_Read(uint8_t addr);
void ENC28J60_ReadBuffer(uint8_t *buf, uint16_t len);
uint16_t ENC28J60_ReadPhy(uint8_t addr);
void ENC28J60_SelectBank(uint8_t bank);
void ENC28J60_SetBits(uint8_t addr, uint8_t mask, uint8_t value);
void ENC28J60_SystemReset(void);
void ENC28J60_Write(uint8_t addr, uint8_t value);
void ENC28J60_WriteBuffer(uint8_t *data, uint16_t len);
void ENC28J60_WritePhy(uint8_t addr, uint16_t value);
uint8_t SPI_Write(uint8_t data);

#endif /* ENC28J60_H_ */
一派護法 十九級
3樓 發表于:2017-4-22 22:00
【ENC28J60.c】
#include <avr/io.h>
#include <avr/sfr_defs.h>
#include "ENC28J60.h"

// 注意: 执行这些函数时一定要先关闭网卡中断!!! 防止SPI序列被破坏

void ENC28J60_Init(void)
{
    ENC28J60_CS1; // 空闲状态下CS应该为高电平
    ENC28J60_SystemReset();

    // 设置接收缓冲区的起点, 终点保持默认的0x1fff
    ENC28J60_Write(ERXSTL, ENC_RECV_START & 0xff);
    ENC28J60_Write(ERXSTH, ENC_RECV_START >> 8);
    ENC28J60_Write(ERXRDPTL, ENC_RECV_START & 0xff); // 读指针位置也要设置为相同的值
    ENC28J60_Write(ERXRDPTH, ENC_RECV_START >> 8);

    // 配置MAC
    while ((ENC28J60_Read(ESTAT) & ESTAT_CLKRDY) == 0); // 等待MAC和PHY寄存器稳定
    ENC28J60_SelectBank(2);
    ENC28J60_Write(MACON1, MACON1_TXPAUS | MACON1_RXPAUS | MACON1_MARXEN); // 允许接收, 开流量控制
    ENC28J60_Write(MACON3, MACON3_PADCFG_0 | MACON3_TXCRCEN | MACON3_FRMLNEN | MACON3_FULDPX);
    ENC28J60_Write(MACON4, MACON4_DEFER);
    ENC28J60_Write(MABBIPG, 0x15);
    ENC28J60_Write(MAIPGL, 0x12);
    ENC28J60_Write(MAIPGH, 0x0c);

    // 设置网卡地址
    ENC28J60_SelectBank(3);
    ENC28J60_Write(MAADR1, 'B'); // 第一个字节必须为偶数才是单播MAC地址
    ENC28J60_Write(MAADR2, 'R');
    ENC28J60_Write(MAADR3, 'M');
    ENC28J60_Write(MAADR4, 'N');
    ENC28J60_Write(MAADR5, 'E');
    ENC28J60_Write(MAADR6, 'T');

    // 配置PHY
    ENC28J60_WritePhy(PHCON1, PHCON1_PDPXMD); // 全双工模式

    // 允许接收数据包
    ENC28J60_Write(ECON1, ECON1_RXEN);
    ENC28J60_Write(EIE, EIE_PKTIE | EIE_LINKIE | EIE_INTIE); // 如果收到了数据包, 或网络连接发生变化, 就触发中断
    ENC28J60_WritePhy(PHIE, PHIE_PLNKIE | PHIE_PGEIE); // 配置PHY中断 (监测网络连接变化)
}

uint8_t ENC28J60_Read(uint8_t addr)
{
    uint8_t data;
    ENC28J60_CS0;
    SPI_Write(addr & 0x1f);
    data = SPI_Read(); // ETH寄存器
    if (addr & 0x80)
        data = SPI_Read(); // MAC和MII寄存器需要再读一次
    ENC28J60_CS1;
    return data;
}

void ENC28J60_ReadBuffer(uint8_t *data, uint16_t len)
{
    ENC28J60_CS0;
    SPI_Write(0x3a);
    while (len--)
        *data++ = SPI_Read();
    ENC28J60_CS1;
}

uint16_t ENC28J60_ReadPhy(uint8_t addr)
{
    uint16_t data;
    ENC28J60_SelectBank(2);
    ENC28J60_Write(MIREGADR, addr);
    ENC28J60_SetBits(MICMD, MICMD_MIIRD, ENCSET);
    ENC28J60_SelectBank(3);
    while (ENC28J60_Read(MISTAT) & MISTAT_BUSY);
    ENC28J60_SelectBank(2);
    ENC28J60_SetBits(MICMD, MICMD_MIIRD, ENCCLR);
    data = ENC28J60_Read(MIRDL);
    data |= ENC28J60_Read(MIRDH) << 8;
    return data;
}

void ENC28J60_SelectBank(uint8_t bank)
{
    uint8_t value = ENC28J60_Read(ECON1);
    bank &= ECON1_BSEL;
    if ((value & ECON1_BSEL) != bank)
    {
        value = (value & ~ECON1_BSEL) | bank;
        ENC28J60_Write(ECON1, value);
    }
}

// value: ENCSET/ENCCLR
void ENC28J60_SetBits(uint8_t addr, uint8_t mask, uint8_t value)
{
    ENC28J60_CS0;
    SPI_Write((addr & 0x1f) | value);
    SPI_Write(mask);
    ENC28J60_CS1;
}

void ENC28J60_SystemReset(void)
{
    ENC28J60_CS0;
    SPI_Write(0xff);
    ENC28J60_CS1;
}

void ENC28J60_Write(uint8_t addr, uint8_t value)
{
    ENC28J60_SetBits(addr, value, 0x40);
}

void ENC28J60_WriteBuffer(uint8_t *data, uint16_t len)
{
    ENC28J60_CS0;
    SPI_Write(0x7a);
    while (len--)
        SPI_Write(*data++);
    ENC28J60_CS1;
}

void ENC28J60_WritePhy(uint8_t addr, uint16_t value)
{
    ENC28J60_SelectBank(2);
    ENC28J60_Write(MIREGADR, addr);
    ENC28J60_Write(MIWRL, value & 0xff);
    ENC28J60_Write(MIWRH, value >> 8);
    ENC28J60_SelectBank(3);
    while (ENC28J60_Read(MISTAT) & MISTAT_BUSY);
}

uint8_t SPI_Write(uint8_t data)
{
    SPDR = data;
    while ((SPSR & _BV(SPIF)) == 0);
    return SPDR;
}
一派護法 十九級
4樓 發表于:2017-4-22 22:02
【注】
本程序只接收数据包,不发送数据包。
一派護法 十九級
5樓 發表于:2017-4-22 22:05
由于在程序中没有及时移动读指针ERXRDPTL,所以程序运行一段时间就会因为缓冲区满而停止接收数据包。

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