【main.c】
#include <avr/interrupt.h>
#include <avr/io.h>
#include <avr/pgmspace.h>
#include <avr/sfr_defs.h>
#include <stdio.h>
#include "uip/uip_arp.h"
#include "uip/timer.h"
#include "uip/uip.h"
#include "ENC28J60.h"
#define ETHHDR ((struct uip_eth_hdr *)&uip_buf[0])
const uint8_t seg8[] PROGMEM = {0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90}; // 共陽數碼管段碼錶
uint8_t flag_disp = 0; // 是否插了網線, 初值必須為0 (開機時只有網線是插上的, 才會自動觸發LINK中斷)
uint8_t pkt_in = 0; // 是否有數據包進來
uint16_t num_disp = 0; // 數碼管顯示的數字
clock_time_t clocktime = 0; // 當前時鐘值
uint16_t next_ptr = 0;
clock_time_t clock_time(void)
{
return clocktime;
}
void uip_appcall(void)
{
char ch;
if (uip_connected())
uip_conn->appstate = 0;
if (uip_newdata())
uip_conn->appstate = 1;
if (uip_acked())
uip_conn->appstate++;
if (uip_acked() || uip_newdata() || uip_rexmit())
{
switch (uip_conn->appstate)
{
case 1:
uip_send_P(PSTR("HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-Length: 86\r\nKeep-Alive: timeout=5, max=100\r\nConnection: Keep-Alive\r\nContent-Type: text/html\r\n\r\n<b>Hello World!</b><br>This is a very <i>long</i> string!!!<br><b>Connection ID: </b>"));
break;
case 2:
ch = '0' + (uip_conn - uip_conns);
uip_send(&ch, 1);
break;
case 3:
uip_close();
}
}
}
void myapp_init(void)
{
uip_listen(HTONS(80));
}
void read_packet(void)
{
uint16_t status[2];
ENC28J60_SelectBank(0);
num_disp = ENC28J60_Read(ERXWRPTL) | (ENC28J60_Read(ERXWRPTH) << 8); // 數碼管上顯示接收寫指針的位置
ENC28J60_Write(ERDPTL, next_ptr & 0xff); // 將讀指針移動到當前數據包處
ENC28J60_Write(ERDPTH, next_ptr >> 8);
ENC28J60_ReadBuffer((uint8_t *)&next_ptr, sizeof(next_ptr)); // 讀取下一個數據包的位置
ENC28J60_ReadBuffer((uint8_t *)status, sizeof(status)); // status vector
uip_len = status[0] - 4; // 數據包大小
if (uip_len <= UIP_BUFSIZE)
ENC28J60_ReadBuffer(uip_buf, uip_len);
else
uip_len = 0; // 內存不足, 丟棄
// 注意: 數據包與數據包之間可能有填充位元組
ENC28J60_Write(ERXRDPTL, next_ptr & 0xff); // 允許之後接收的數據將該區域覆蓋
ENC28J60_Write(ERXRDPTH, next_ptr >> 8);
ENC28J60_SetBits(ECON2, ECON2_PKTDEC, ENCSET); // 數據包數減1
}
void send_packet(void)
{
GICR &= ~_BV(INT2);
ENC28J60_SelectBank(0);
ENC28J60_Write(ETXSTL, ENC_SEND_START & 0xff); // 數據首地址
ENC28J60_Write(ETXSTH, ENC_SEND_START >> 8);
ENC28J60_Write(ETXNDL, (ENC_SEND_START + uip_len) & 0xff); // 數據尾地址
ENC28J60_Write(ETXNDH, (ENC_SEND_START + uip_len) >> 8);
ENC28J60_Write(EWRPTL, ENC_SEND_START & 0xff); // 設置寫指針位置
ENC28J60_Write(EWRPTH, ENC_SEND_START >> 8);
ENC28J60_WriteBufferByte(0); // 寫入控制位元組
ENC28J60_WriteBuffer(uip_buf, uip_len); // 寫入要發送的數據
ENC28J60_SetBits(ECON1, ECON1_TXRTS, ENCSET); // 開始發送
while (ENC28J60_Read(ECON1) & ECON1_TXRTS); // 等待發送完畢
GICR |= _BV(INT2);
}
void beep(void)
{
uint8_t old = TCCR2;
uint16_t i;
TIMSK &= ~_BV(TOIE2); // 關閉定時器2中斷
TCCR2 = _BV(WGM20) | _BV(COM21) | _BV(CS21); // Phase Correct PWM, 8分頻: 2.71kHz
TIFR = _BV(TOV2);
for (i = 0; i < 2000; i++) // 738ms
{
while ((TIFR & _BV(TOV2)) == 0);
TIFR = _BV(TOV2); // 清除標誌
}
TCCR2 = old;
TIMSK |= _BV(TOIE2); // 重開定時器2中斷
}
int main(void)
{
struct timer arp_timer, periodic_timer;
uint8_t i;
uip_ipaddr_t ipaddr;
ACSR = _BV(ACD); // 禁用模擬比較器
// 蜂鳴器配置
PORTD = _BV(PORTD7);
DDRD = _BV(DDB7);
OCR2 = 0x80; // 占空比50%
if (MCUCSR & _BV(WDRF))
{
// 若觸發了看門狗複位, 則蜂鳴器響鈴
MCUCSR &= ~_BV(WDRF);
beep();
}
WDTCR = _BV(WDE) | _BV(WDP2) | _BV(WDP1) | _BV(WDP0); // 看門狗配置
// SPI埠配置
DDRB = _BV(DDB7) | _BV(DDB5) | _BV(DDB4);
SPSR = _BV(SPI2X); // 選擇2分頻: 11.0592MHz/2=5.5296MHz, 遠低於最高允許速度20MHz
SPCR = _BV(SPE) | _BV(MSTR); // 開SPI, 設為主模式
// 中斷引腳配置(INT2_PB2): 下降沿觸發
MCUCSR &= ~_BV(ISC2);
// 注意: 即使GICR中的INT2沒有打開, 但只要INT2上有下降沿, GIFR中的INTF2標誌也會置位
// 只有此後打開了INT2中斷和全局中斷, 才執行中斷函數
// 數碼管動態掃描配置
DDRA = 0xff; // 配置段選埠
PORTA = 0xff; // 熄滅數碼管
DDRC = _BV(DDC7) | _BV(DDC6) | _BV(DDC5) | _BV(DDC4) | _BV(DDC0); // 配置位選埠
sei(); // 開總中斷
TIMSK |= _BV(TOIE0); // 開定時器中斷
TCNT0 = 0xff; // 先讓定時器溢出一次, 點亮數碼管
TCCR0 |= _BV(CS02); // 開定時器0: 設為256分頻, 總溢出時間約為5.926ms
// uip時鐘定時器
TIMSK |= _BV(TOIE2);
TCNT2 = 40; // 定時20ms
TCCR2 = _BV(CS22) | _BV(CS20); // 1024分頻
timer_set(&arp_timer, CLOCK_SECOND * 10);
timer_set(&periodic_timer, CLOCK_SECOND / 2);
ENC28J60_Init();
uip_init();
uip_ipaddr(ipaddr, 192, 168, 1, 50); // IP位址
uip_sethostaddr(ipaddr);
uip_ipaddr(ipaddr, 192, 168, 1, 1); // 網關
uip_setdraddr(ipaddr);
uip_ipaddr(ipaddr, 255, 255, 255, 0); // 子網掩碼
uip_setnetmask(ipaddr);
myapp_init();
GICR |= _BV(INT2); // 開網卡中斷
while (1)
{
// 讀取一個數據包
if (pkt_in)
{
asm("wdr");
GICR &= ~_BV(INT2); // 進入臨界區之前必須關網卡中斷!
read_packet();
ENC28J60_SelectBank(1);
if (!ENC28J60_Read(EPKTCNT)) // 若已接收完全部數據包
{
pkt_in = 0;
ENC28J60_SetBits(EIE, EIE_PKTIE, ENCSET); // 則重開數據包接收中斷
}
GICR |= _BV(INT2); // 重開網卡中斷
}
if (uip_len > 0)
{
asm("wdr");
if (ETHHDR->type == htons(UIP_ETHTYPE_IP))
{
uip_arp_ipin();
uip_input();
if (uip_len > 0)
{
uip_arp_out();
send_packet();
}
}
else if (ETHHDR->type == htons(UIP_ETHTYPE_ARP))
{
uip_arp_arpin();
if (uip_len > 0)
send_packet();
}
}
else if (timer_expired(&periodic_timer))
{
asm("wdr"); // 喂狗
timer_reset(&periodic_timer);
for (i = 0; i < UIP_CONNS; i++)
{
uip_periodic(i);
if (uip_len > 0)
{
uip_arp_out();
send_packet();
}
}
}
if (timer_expired(&arp_timer))
{
asm("wdr");
timer_reset(&arp_timer);
uip_arp_timer();
/* ----- 抗干擾 ----- */
// 若網卡控制器自身發生了複位, 或者中斷被意外關閉, 則需要重新初始化 (一般都是因為供電不足導致的)
if (!pkt_in)
{
GICR &= ~_BV(INT2); // 進入臨界區, 關網卡中斷, 防止時序錯亂
if ((ENC28J60_Read(ECON1) & ECON1_RXEN) == 0) // 檢測到RXEN意外置0, 接收模塊停止工作
{
// 蜂鳴器發出警報
for (i = 0; i < 4; i++)
{
asm("wdr");
beep();
}
// 先暫時讓單片機進入低功耗模式
// 增加電壓不足的情況下網卡恢復正常工作的可能性
PORTA = 0xff; // 熄滅數碼管
TCNT2 = 0; // 用定時器2中斷作為喚醒源
// 在這裡應將其他耗電量大的設備全部關閉
MCUCR |= _BV(SE) | _BV(SM0); // ADC Noise Reduction Mode
asm("sleep");
MCUCR &= ~_BV(SE);
// 網卡複位
next_ptr = 0;
ENC28J60_Init();
timer_reset(&arp_timer);
// 如果網卡電壓不夠, 那麼這裡複位後雖然配置是正確的, 但無法接收任何數據包
// 再插一根USB線供電即可解決此問題
}
GICR |= _BV(INT2);
}
}
}
}
// 網卡中斷
ISR(INT2_vect)
{
uint8_t status;
// 現在INT2為低電平
ENC28J60_SetBits(EIE, EIE_INTIE, ENCCLR); // 該語句執行完畢後, INT2引腳會回到高電平, 之後新來的網卡中斷都將處於pending狀態
// 如果在執行該函數期間恰好又來了一個中斷, 那麼肯定能被本次中斷函數處理到
GICR &= ~_BV(INT2); // 開全局中斷前, 應防止INT2引腳由於外部干擾導致重入本中斷函數
// 如果幹擾時間過長, 看門狗將自動複位
sei(); // 允許數碼管掃描中斷搶佔本中斷, 防止數碼管閃爍
status = ENC28J60_Read(EIR); // 獲取所有網卡中斷的狀態
// 一個一個處理:
if (status & EIR_PKTIF)
{
/* 收到新數據包 */
pkt_in = 1;
ENC28J60_SetBits(EIE, EIE_PKTIE, ENCCLR); // 暫時關閉該中斷
}
if (status & EIR_LINKIF)
{
ENC28J60_ReadPhy(PHIR); // 清除中斷標誌
flag_disp = ENC28J60_IsPluggedIn();
}
// 處理其他中斷: if (status & ....) {....} // 不能加else!
ENC28J60_SetBits(EIE, EIE_INTIE, ENCSET); // 如果還有新來的中斷沒處理, 那麼INT2將出現下降沿, 退出後再次執行本函數, 不會和當前的函數嵌套
cli();
GICR |= _BV(INT2);
// 退出時將自動執行sei();
}
// 數碼管動態掃描
// 每次只掃描一位, 從低位到高位
ISR(TIMER0_OVF_vect)
{
static uint16_t numbuf;
static uint8_t mask = _BV(PORTC7);
TCNT0 = 0x90; // 每個數碼管點亮的時間: (256-144)/256 * 5.926ms = 2.592625ms
if (mask == _BV(PORTC7))
numbuf = num_disp; // 重裝數字
PORTC |= _BV(PORTC7) | _BV(PORTC6) | _BV(PORTC5) | _BV(PORTC4) | _BV(PORTC0); // 熄滅之前點亮的數碼管
PORTA = pgm_read_byte(&seg8[numbuf % 10]); // 設置顯示字元
PORTC &= ~mask; // 點亮數碼管
// 下一次要點亮的數碼管
mask >>= 1;
if (mask == _BV(PORTC3))
{
mask = _BV(PORTC0);
numbuf = flag_disp;
}
else if (mask == 0) // 若已掃描完一遍
mask = _BV(PORTC7); // 則回到最低位
else
numbuf /= 10;
}
// uip定時中斷
ISR(TIMER2_OVF_vect)
{
TCNT2 = 40;
clocktime++;
}
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【抗干擾代碼】AVR單片機自動複位由於電壓不足導致ENC28J60網卡出現的故障
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