一种基于单片机和W5100组合实现以太网通信中的应用分析

周圣强

摘 要： 随着国家网络信息技术的发展，嵌入式系统通信技术的应用受到广泛重视，很多技术人员在实际工作中会利用IP协议的方式，将其作为基础制定完善的网络解决方案，通过远程控制方式，对数据通信进行全面的处理。对于以太网而言，其具有成本低、集成容易等特点，可以全面提高系统的运行水平，因此，应当利用单片机和W5100组合方式对其进行处理，保证自身系统的运行质量，全面提高其工作可靠性与有效性。

关键词： 单片机和W5100组合；以太网通信；应用措施

在使用单片机与IP协议硬解码网络的过程中，应当科学使用接口芯片W5100对其进行处理，主要因为其是现代化内部硬件协议芯片，可以减少接口工作量，提高系统运行稳定性与可靠性，利用远程数据通信技术，完成安全检测工作、电力系统测量监控工作、音视频传输工作等。

一、硬件设计工作分析

W5100是利用以太网接入方式的新型芯片，与传统的W3100芯片相较，具有一定的集成特点，可以将以太物理内核结合在一起，可以达到集成目的，提高系统的稳定性与可靠性。在W5100中，主要包括：IP网络协议、UDP网络协议、ARP网络协议、SHCP网络协议等，同时，还包含DLG以太网协议与MAC以太网协议。其可以为其提供丰富的总线，其中包括：并行类型的总线，就是直接或是间接的总线接口，在一定程度上，可以与SPI相互串行。在芯片中含有16KB的数据缓冲双扣RAM，可以更好的对数据进行交换处理，建立自动化的识别传输模式，发挥全双工与半双工的优势，兼容100M的以太网。对于W5100芯片而言，其中含有四个组成部分：其一为MCU接口部分，其二为网络协议引擎部分，其三为DPRAM部分，其四为以太网物理层接口部分。在系统运行的过程中，具有多元化的功能与优势，可以全面体现相关功能，提升芯片的使用成效。

在使用W5100芯片的过程中，应当全面考虑以太网控制方面的问题，对简单端口进行编程处理，利用外部存储器开展相关访问工作。下文针对STC89C52单片机与W5100组合方式，对相关系统进行了分析，可以获取准确的处理结果，做好数据传输等相关工作。

对于STC89C而言，属于较为先进的单片机系统，其中包含8位单片机，最为突出的特点就是具有兼容成效。在系统实际运行的过程中，抗干扰能力较强，可以全面提高其加密性，降低系统的运行损耗，做好远程升级方面的工作，且内部含有专用的复位电路系统，且造价较为偏移，可以广泛应用在各个系统中，提升其应用成效。

对于W5100芯片与微处理器芯片而言，其接口方式主要分为以下三种：其一，直接接口方式，就是在实际接线的过程中，能够对大量数据进行传输处理，提高系统的稳定性。其二，间接接口方式，就是在数据传输工作中，利用传输介质方式开展管理工作，此类系统与直接接口模式相较，具有一定的使用优势。其三，SPI接口方式，此类接口方式的连线较少，数据量很少，在一定程度上，可以加快传输速度，提高工作效果。在芯片信号实际分析的过程中，应当利用直接总线的方式，读取、分析、传输数据信息。在使用直接总线方式期间，可以将W5100作为一个外部的存储器结构，通过合理的设计方式对其进行处理[1]。

二、系统软件设计

对于系统软件设计工作而言，其中主要包括以下两点：第一，W5100芯片的相关驱动程度，实现初始化工作，对各类数据信息进行读取与处理。其二，可以对数据进行全面传输与显示，在科学、合理的观测基础上，合理开展软件设计工作。

对于驱动程序而言，可以按照相关规定等，对各类数据包进行发送处理，保证芯片输入与输出等满足相关要求，全面执行各类发送命令。W5100芯片可以实现自动化数据包转换工作，利用帧格式方式将信号还原成为相关数据信息，然后根据格式规定等，将入传输到缓冲区中，更好的完成各方面任务，以便于取用主机相关程序。在系统分析工作中，可以通过W5100芯片等，对数据包与电信号进行交换处理，利用以太网协议方式，自动完成芯片硬件处理工作，不用考虑其他各类问题[2]。

W5100芯片驱动工作，主要是利用公共寄存器开展各方面的配置工作，根据相关要求，建设专门的管理模式。其一，可以利用网关地质处理模式，主要为GWR系统。其二，子网掩码寄存器模式，主要就是SUBR系统，应当利用科学的方式对其进行处理。其三，源IP地质模式，主要为SIPR系统。其四，中断寄存器模式，主要为IR系统。第五，中断屏蔽类型的模式，主要为IMR系统。第六為重试时间模式，主要为RTR系统。第七为发送数据缓冲模式，主要为TMSR系统。此类寄存器模式在实际应用的过程中，可以对W5100芯片进行全面的处理，通过终端方式、IP方式、网关方式、子网掩码方式等，在一定程度上，能够形成良好的处理模式，满足当前芯片建设需求[3]。

在对网络通道进行设计的过程中，应当对其进行独立性处理，在单独设置的情况下，更好的发送与接受相关数据信息，将其传输到缓冲区域中，以便于存放数据。在IP地质配置工作中，应当简单设计各类配置系统，利用灵活化的处理方式，创建先进的系统，以便于形成TCP与UDP数据交换模式，提高以太网系统的运行水平。对于程序包而言，应当将其分为6个子模块系统，其一为初始化模块系统，其二为创建模块系统，其三为网络连接模块系统，其四为数据发送模块系统，其五为数据接收模块系统，其六为关闭模块系统[4]。对于初始化模块系统而言，在实际运行的过程中，能够更好的完成MCU初始化工作，完成W5100芯片模块的初始化任务。而对于MCU而言，其初始化任务可以用于设计中断系统，根据相关要求，科学处理接口参数，保证数据信息的准确性与可靠性，满足相关工作要求。同时，在W5100芯片实际使用的过程中，初始化工作主要为：网关初始化内容、子网掩码初始化内容、IP地址初始化内容、MAC初始化内容等[5]。

例如：在对UDP模式进行优化处理的过程中，应当明确系统的实际流程，利用数据观测与实验等方式，科学开展上位机智能化控制工作，建立相关模块系统与编写系统，全面优化工作体系，更好的配置以太网通讯系统与连接系统等，提升其运行水平[6]。

在建立智能化上位机控制系统的过程中，应当完善其数据采集与处理功能，提高数据存储效果，满足设备实际控制要求，发挥无线与有线网络的运行作用。

结语：

在W5100单片机组合结构实际运行的过程中，可以对以太网通信系统进行全面的管理与控制，创新工作方式，明确网络系统的运行要求，建立专门的管控机制，提高系统可靠性。

参考文献

[1]陆扬，付斌，游江等.W5100在单片机实现以太网通信中的应用[J].黑龙江科技信息，2011（5）：76，15.

[2]林涛，赵宏科，李辉等.基于W5100的网络远程抄表系统的设计[J].自动化仪表，2015，36（3）：45-48.

[3]吴鑫，俞建定，汪沁等.基于W5100的RS485-Ethernet数据转换器设计[J].无线电通信技术，2014，40（5）：93-96.

[4]姜晓荣，姜周曙，黄国辉等.多串口-以太网转换器设计[J].工业控制计算机，2014，27（11）：87-89.

[5]邢海军.基于C8051F120远程监控系统的研究与实现[D].南京邮电大学，2014. [6]王佳伟.基于RFID的智能控制柜设计[J].科技创新与生产力，2015（2）：109-111.endprint