W5100硬件设计和调试要点

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文章来源:成都浩然

MCU的接口

W5100与MCU接口采用并行总线方式(如果要使用SPI接口,建议采用W5200),因此W5100与MCU的接口设计相对简单。以AT89C52为例,如下图所示。

 

外扩一个32K的SRAM(IS62C256),按照图示的硬件接口,地址线A15作为SRAM的片选信号。因此32K的XDATA地址空间在0x0000~0x7FFF

W5100作为外部接口也映射到89C52的XDATA空间,地址线A15反相(74AHC1G04)后作为W5100的片选信号。因此W5100的地址空间在0x8000~0xFFFF

如果使用间接总线,地址线A2~A14必须接地,以保证间接总线初始化成功。

复位信号

W5100硬件设计中最重要的复位信号往往被我们所忽视。很多工程师采用RC复位,虽然可以达到复位的效果,但实际使用时很不理想。

W5100的复位不好往往引起器件不能正常工作,尤其是以太网的物理层不能正常启动,也可能引起MCU对W5100初始化失败。

最理想的复位方法是使用MCU的IO口输出复位信号。这样可以绝对保证W5100MCU之间的同步,而且一旦工作失败,也便于MCUW5100进行控制。

如果MCU无法提供足够多的IO口输出复位信号,也可以采用专用的复位芯片(如IMP809T),这样可以保证可靠复位,但在设计MCU软件时,注意MCU对W5100的操作同步问题。

如何连接网络变压器或RJ45

HS-MAG1201是带网络变压器的RJ-45,以此为例,TCT和RCT是变压器发送端和接收端的中心抽头,中心抽头必须接3.3V拉高。很多工程师在设计时忽略了这个细节。

另外,RJ-45的金属外壳最好不要接电源地,有条件的话最好接大地。

       TXOP/TXON,RXIP/RXIN的PCB布线尽量等长,而且尽量平行走线。

RSET_BG的电阻

连接到W5100的第1脚的RSET_BG电阻最好用1%的精密电阻,尤其是在大批量生产时,使用普通精度的电阻(5%)会给你的产品调试带来意想不到的麻烦。

 

电感

数字电源到模拟电源之间的电感非常重要。因为从该电感通过的电流比较大,如果电感质量不好,会产生较大的直流压降和交流噪声,严重影响W5100的工作。

有很多工程师在初期调试时都遇到过这种问题。如果没有合适的电感,可以把电感去掉,直接用导线短路。

晶体振荡

晶体振荡出现的问题最多,也最难解决。

W5100(W5300和W7100与W5100相同)的晶体振荡器有问题,问题主要表现在:

1. 振荡频率偏差较大,远远偏离25MHz;
2. 振荡幅值不够,XTLN和XTLP的最大幅度只有几百毫伏。

出现这种现象,主要问题是晶体,WIZnet给出的晶体参数如下:

W5100的XTLN的正常波形和幅度如下:

W5100的XTLP的正常波形和幅度如下:

 

其它关于W5100的设计问题,请参考:http://www.hschip.com.cn/news_show.aspx?id=110