隨著互聯(lián)網的迅速發(fā)展，各種家電設備、儀器儀表也在逐步走向網絡化，以便共享網絡信息資源、遠程監(jiān)控等，這也是嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。而以太網作為目前應用最為廣泛的局域網，在工業(yè)自動化和過程控制領域得到了越來越多的應用，因此，對于大量存在的8位微控制器而言，實現(xiàn)以太網通信具有重要的實際意義?，F(xiàn)在應用較多的是基于51內核單片機的上網方案，由于處理能力的限制，要實現(xiàn)較復雜的網絡傳輸和控制有點困難。本系統(tǒng)采用ATMEL公司的高性能單片機Mega64和10 Mb/s以太網控制芯片RTL8019AS實現(xiàn)了以太網接口，詳細介紹了硬件電路的連接以及嵌入 式TCP/IP的實現(xiàn)，使單片機具有了互聯(lián)網絡的接入功能。

1 硬件電路設計

1.1 主要器件選擇

微控制器選用高性能的AVR單片機Mega64，AVR是ATMEL公司結合了成熟的51系列和PIC系列單片機的優(yōu)點而推出的高性能8位單片機，具有性價比高、資源豐富、速度快、功耗低、開發(fā)方便等特點。Mega64采用RISC結構，工作頻率可達16 MHz，完全滿足運行多種網絡協(xié)議的要求，片內具有4 KB的SRAM，64 KB的FLASH，以太網最大數(shù)據(jù)包為1 514 B，4 KB的RAM足夠以太網幀的存儲，64 KB的FLASH對于適當?shù)某绦蛞约昂唵蔚腤eb Page來說也是可以的，所以無需再外擴資源，大大簡化了外圍電路，提高了可靠性。

以太網控制芯片選用的是臺灣REALTEK公司生產的RTL8019AS，該芯片集成了介質訪問控制子層（MAC）和物理層的性能，可以方便地設計基于ISA總線的系統(tǒng)。另外，它還具有與NE2000兼容、軟件移植性好、與單片機接口簡單、價格低貨源好等優(yōu)點，其主要功能特性如下：

（1）符合EthernetⅡ與IEEE802.3（10base5，10base2，10baseT）標準。

（2）軟件和8位及16位插槽的NE2000兼容。

（3）全雙工，收發(fā)可同時達到10 Mb/s的速率。

（4）內置16 KB的SRAM，用于收發(fā)緩存，降低對主處理器的速度要求。

（5）支持8/16位數(shù)據(jù)總線，8條中斷申請線以及16個I/0基地址選擇。

（6）支持UTP，AUI，BNC自動檢測以及對10baseT拓撲結構的自動極性修正。

（7）允許4個診斷LED引腳可編程輸出。

1.2 RTL8019AS與單片機的連接

RTL8019AS支持三種工作方式：第一種為跳線方式，網絡控制器的I/O地址和中斷都由跳線決定;第二種為免跳線方式，I/O地址和中斷由外接的E2PROM 93C46里的內容所決定;第三種為即插即用方式（PNP），I/O地址和中斷都由軟件或操作系統(tǒng)自動進行管理和配置，用戶不必過多干預，當然這種方式要耗費系統(tǒng)資源。網絡控制器采用哪種方式由RTL8019AS的65腳（JP）決定，本系統(tǒng)采用第一種即跳線方式，這時JP要接高電平;第三種方式一般用于PC機中，對于8位單片機來說無法實現(xiàn)，未用第二種方式又可以省掉一片93C46芯片，不但簡化了硬件電路設計，而且降低了成本。

RTL8019AS有兩種復位方式：冷復位和熱復位。給8019的復位引腳施加一個1μs以上的高電平就可以實現(xiàn)冷復位;先讀再寫8019的任意一個復位端口都可以實現(xiàn)熱復位，這在PC機中用的較多。可以將8019的復位引腳和單片機的復位引腳相連，單片機復位的時候8019也復位，這種情況可以減少單片機的一個引腳的使用，但為了保證能夠完全復位，可以在程序中進行熱復位。然而Mega64為低電平復位，而8019為高電平復位，如果這樣連接的話還需要加一個非門進行反相，鑒于Mega64的引腳較多，所以將8019的復位引腳連接到Mega64的一個I/O口上，由該引腳對8019進行冷復位。