Interfejs internetowy z ENC28J60

Godnym następcą RTL8019 może być interfejs ethernetowy ENC28J60 opracowany i produkowany przez firmę Microchip. ENC28J60 używa do komunikacji z mikrokontrolerem szybkiego interfejsu SPI pracującego z maksymalną częstotliwością zegara 20 MHz zbudowanego z 2 linii danych (wejściowych i wyjściowych), oraz sygnału zegarowego.

Układ ma wiele właściwości ułatwiających podłączenie do sieci Ethernet. Najważniejsze z nich to kompatybilność z normą IEE802.3, praca w trybach Full Duplex i Half Duplex, programowane mechanizmy automatycznej detekcji polaryzacji, retransmisji po wykryciu kolizji oraz usuwania błędnych pakietów. Układ wspiera standard prędkości 10Base, oraz ma możliwość wpisywania numeru MAC.

Sam układ wymaga tylko kilku elementów zewnętrznych – rys. 1.

Rys. 1. Schemat modułu Ethernet z ENC28J60

Linie magistrali SPI, sygnały pomocnicze, oraz zasilanie dołączone są do modułu męskim złączem IDC10 ZL.

Na płytce umieszczono układ RC (R3, C5) służący do generowania impulsu zerującego. Jeśli jest to wystarczające, to można nie podłączać linii zerowania zewnętrznego. Drugim sygnałem używanym opcjonalnie jest !CS. Jeżeli do magistrali SPI dołączony jest tylko 28J60, to !CS można na stałe podłączyć do masy.

Układ zasilany jest napięciem +3,3 V dołączanym do modułu przez złącze ZL. Mimo tego wszystkie interfejsu sygnały SPI i inne sterujące akceptują napięcie +5 V i dzięki temu układ może być sterowany z mikrokontrolera zasilanego +5 V. W takim przypadku +3,3 V trzeba podać z zewnątrz z dodatkowego stabilizatora.

ENC28J60 taktowany jest przebiegiem zegarowym o częstotliwości 25 MHz. Taktowanie zapewnia wbudowany oscylator kwarcowy (wyprowadzenia OSC1 i OSC2). Kwarce o częstotliwości powyżej 20 MHz są często oferowane w wykonaniu overtonowym i w tym układzie nie będą działać prawidłowo. Dobrym rozwiązaniem jest zastosowanie scalonego generatora kwarcowego o częstotliwości 25 MHz zasilanego napięciem +3,3 V. Na płytce drukowanej przewidziano taką możliwość.

Zworka J2 jest opcjonalna i wymusza stan wysoki na wejściu CE scalonego generatora kwarcowego (konieczne w niektórych typach generatorów).

Zastosowano układ w obudowie do montażu przewlekanego. Rezystory R1, R2, R4, R6 49,9 Ω, oraz R10 2,32 kΩ muszą mieć tolerancję 1%.

Do złącza J1 doprowadzony jest sygnał o częstotliwości 6,25 MHz otrzymywany w układzie U1 po podzieleniu przez 4 częstotliwości 25 MHz. Ten sygnał może służyć do taktowania mikrokontrolera lub innych układów cyfrowych.

Schemat montażowy umieszczono na rys. 2. Oprócz samego układu interfejsu istotnym elementem jest transformator separujący.

Zdjęcie

W wielu amatorskich konstrukcjach taki transformator jest odzyskiwany ze starych kart sieciowych. Jest to dobre rozwiązanie, ale trudne do powielenia. Tutaj wykorzystano hybrydowy moduł 08B0-1X1T-06-F zawierający transformator, diody LED i złącze typu RJ-45. Wybór został podyktowany dobrymi parametrami, niska ceną i dostępnością.

Moduł Ethernet nie jest trudny w montażu. Po zmontowaniu wymaga tylko sprawdzenia zasilania i ewentualnie działania generatora 25 MHz przez pomiar częstotliwości na J1.

Jak to już jest w tradycji firmy Microchip dla każdego produktu jest zapewnione solidne wsparcie. W przypadku ENC28J60 takim wsparciem są gotowe biblioteki programowe dostarczane z programowym firmowym stosem TCP/IP dla mikrokontrolerów rodzin PIC18, PIC24, DsPIC30 i DsPIC33. Jest to niebagatelna pomoc, bo programowanie układu interfejsu nie jest banalne. Wszystkie materiały: bezpłatny stos TCP/IP, noty aplikacyjne i kompletna dokumentację układu wraz z erratami można pobrać ze strony www.microchip.com.

Tomasz Jabłoński