LAN8720A 是 SMSC 公司(已被 Microchip 公司收購)設計的一個體積小、功耗低、全能型 10/100Mbps 的以太網物理層收發器。它是針對消費類電子和企業應用而設計的。LAN8720A 總共只有 24Pin,僅支持 RMII 接口。由它組成的網絡結構見圖 3?7。

圖 3?7由 LAN8720A 組成的網絡系統結構
LAN8720A 通過 RMII 與 MAC 連接。 RJ45 是網絡插座,在與 LAN8720A 連接之間還需要一個變壓器,所以一般使用帶電壓轉換和 LED 指示燈的 HY911105A 型號的插座。一般來說,必須為使用 RMII 接口的 PHY 提供 50MHz 的時鐘源輸入到 REF\_CLK 引腳,不過LAN8720A 內部集成 PLL,可以將 25MHz 的時鐘源陪頻到 50MHz 并在指定引腳輸出該時鐘,所以我們可以直接使其與 REF\_CLK 連接達到提供 50MHz 時鐘效果。
LAN8720A 內部系統結構見圖 3?8。

圖 3?8LAN8720A 內部系統結構
LAN8720A 有各個不同功能模塊組成,最重要的要數接收控制器和發送控制器,其它的基本上都是與外部引腳掛鉤,實現信號傳輸。部分引腳是具有雙重功能的,比如PHYAD0 與 RXER 引腳是共用的,在系統上電后 LAN8720A 會馬上讀取這部分共用引腳的電平,以確定系統的狀態并保存在相關寄存器內,之后則自動轉入作為另一功能引腳。
PHYAD\[0\]引腳用于配置 SMI 通信的 LAN8720A 地址,在芯片內部該引腳已經自帶下拉電阻,默認認為 0(即使外部懸空不接),在系統上電時會檢測該引腳獲取得到 LAN8720A的地址為 0 或者 1,并保存在特殊模式寄存器(R18)的 PHYAD 位中,該寄存器的 PHYAD有 5 個位,在需要超過 2 個 LAN8720A 時可以通過軟件設置不同 SMI 通信地址。PHYAD\[0\]是與 RXER 引腳共用。
MODE\[2:0\]引腳用于選擇 LAN8720A 網絡通信速率和工作模式,可選 10Mbps 或100Mbps 通信速度,半雙工或全雙工工作模式,另外 LAN8720A 支持 HP Auto-MDIX 自動翻轉功能,即可自動識別直連或交叉網線并自適應。一般將 MODE 引腳都設置為 1,可以讓 LAN8720A 啟動自適應功能,它會自動尋找最優工作方式。 MODE\[0\]與 RXD0 引腳共用、MODE\[1\]與 RXD1 引腳共用、 MODE\[2\]與 CRS\_DV 引腳共用。
nINT/REFCLKO 引腳用于 RMII 接口中 REF\_CLK 信號線,當 nINTSEL 引腳為低電平是,它也可以被設置成 50MHz 時鐘輸出,這樣可以直接與 STM32F42x 的 REF\_CLK 引腳連接為其提供 50MHz 時鐘源,這種模式要求為 XTAL1 與 XTAL2 之間或為 TAL1/CLKIN提供 25MHz 時鐘,由 LAN8720A 內部 PLL 電路陪頻得到 50MHz 時鐘,此時nIN/REFCLKO 引腳的中斷功能不可用,用于 50MHz 時鐘輸出。當 nINTSEL 引腳為高電平時,LAN8720A 被設置為時鐘輸入,即外部時鐘源直接提供 50MHz 時鐘接入 STM32F42x的 REF\_CLK 引腳和 LAN8720A 的 XTAL1/CLKIN 引腳,此時INT/REFCLKO 可用于中斷功能。 nINTSEL 與 LED2 引腳共用,一般使用下拉。
REGOFF 引腳用于配置內部+1.2V 電壓源, LAN8720A 內部需要+1.2V 電壓,可以通過VDDCR 引腳輸入+1.2V 電壓提供,也可以直接利用 LAN8720A 內部+1.2V 穩壓器提供。當REGOFF 引腳為低電平時選擇內部+1.2V 穩壓器。 REGOFF 與 LED1 引腳共用。
SMI 支持尋址 32 個寄存器, LAN8720A 只用到其中 14 個,參考圖 3?9。

圖 3?9LAN8720A 寄存器列表
序號與 SMI 數據幀中的 RADDR 是對應的,這在編寫驅動時非常重要,本文將它們標記為 R0~R31。寄存器可規劃為三個組: Basic、 Extended 和 Vendor-specific。Basic 是IEEE802.3 要求的, R0 是基本控制寄存器,其位 15 為 Soft Reset 位,向該位寫 1 啟動LAN8720A 軟件復位,還包括速度、自適應、低功耗等等功能設置。 R1 是基本狀態寄存器。Extended 是擴展寄存器,包括 LAN8720A 的 ID 號、制造商、版本號等等信息。Vendorspecific 是供應商自定義寄存器, R31 是特殊控制/狀態寄存器,指示速度類型和自適應功能。
- 說明
- 第1章:網絡協議簡介
- 1.1:常用網絡協議
- 1.2:網絡協議的分層模型
- 1.3:協議層報文間的封裝與拆封
- 第2章:LwIP簡介
- 2.1:LwIP的優缺點
- 2.2:LwIP的文件說明
- 2.2.1:如何獲取LwIP源碼文件
- 2.2.2:LwIP文件說明
- 2.3:查看LwIP的說明文檔
- 2.4:使用vscode查看源碼
- 2.4.1:查看文件中的符號列表(函數列表)
- 2.4.2:函數定義跳轉
- 2.5:LwIP源碼里的example
- 2.6:LwIP的三種編程接口
- 2.6.1:RAW/Callback API
- 2.6.2:NETCONN API
- 2.6.3:SOCKET API
- 第3章:開發平臺介紹
- 3.1:以太網簡介
- 3.1.1:PHY層
- 3.1.2:MAC子層
- 3.2:STM32的ETH外設
- 3.3:MII 和 RMII 接口
- 3.4:PHY:LAN8720A
- 3.5:硬件設計
- 3.6:軟件設計
- 3.6.1:獲取STM32的裸機工程模板
- 3.6.2:添加bsp_eth.c與bsp_eth.h
- 3.6.3:修改stm32f4xx_hal_conf.h文件
- 第4章:LwIP的網絡接口管理
- 4.1:netif結構體
- 4.2:netif使用
- 4.3:與netif相關的底層函數
- 4.4:ethernetif.c文件內容
- 4.4.1:ethernetif數據結構
- 4.4.2:ethernetif_init()
- 4.4.3:low_level_init()
- 第5章:LwIP的內存管理
- 5.1:幾種內存分配策略
- 5.1.1:固定大小的內存塊
- 5.1.2:可變長度分配
- 5.2:動態內存池(POOL)
- 5.2.1:內存池的預處理
- 5.2.2:內存池的初始化
- 5.2.3:內存分配
- 5.2.4:內存釋放
- 5.3:動態內存堆
- 5.3.1:內存堆的組織結構
- 5.3.2:內存堆初始化
- 5.3.3:內存分配
- 5.3.4:內存釋放
- 5.4:使用C庫的malloc和free來管理內存
- 5.5:LwIP中的配置
- 第6章:網絡數據包
- 6.1:TCP/IP協議的分層思想
- 6.2:LwIP的線程模型
- 6.3:pbuf結構體說明
- 6.4:pbuf的類型
- 6.4.1:PBUF_RAM類型的pbuf
- 6.4.2:PBUF_POOL類型的pbuf
- 6.4.3:PBUF_ROM和PBUF_REF類型pbuf
- 6.5:pbuf_alloc()
- 6.6:pbuf_free()
- 6.7:其它pbuf操作函數
- 6.7.1:pbuf_realloc()
- 6.7.2:pbuf_header()
- 6.7.3:pbuf_take()
- 6.8:網卡中使用的pbuf
- 6.8.1:low_level_output()
- 6.8.2:low_level_input()
- 6.8.3:ethernetif_input()
- 第7章:無操作系統移植LwIP
- 7.1:將LwIP添加到裸機工程
- 7.2:移植頭文件
- 7.3:移植網卡驅動
- 7.4:LwIP時基
- 7.5:協議棧初始化
- 7.6:獲取數據包
- 7.6.1:查詢方式
- 7.6.2:ping命令詳解
- 7.6.3:中斷方式
- 第8章:有操作系統移植LwIP
- 8.1:LwIP中添加操作系統
- 8.1.1:拷貝FreeRTOS源碼到工程文件夾
- 8.1.2:添加FreeRTOS源碼到工程組文件夾
- 8.1.3:指定FreeRTOS頭文件的路徑
- 8.1.4:修改stm32f10x_it.c
- 8.2:lwipopts.h文件需要加入的配置
- 8.3:sys_arch.c/h文件的編寫
- 8.4:網卡底層的編寫
- 8.5:協議棧初始化
- 8.6:移植后使用ping測試基本響應
- 第9章:LwIP一探究竟
- 9.1:網卡接收數據的流程
- 9.2:內核超時處理
- 9.2.1:sys_timeo結構體與超時鏈表
- 9.2.2:注冊超時事件
- 9.2.3:超時檢查
- 9.3:tcpip_thread線程
- 9.4:LwIP中的消息
- 9.4.1:消息結構
- 9.4.2:數據包消息
- 9.4.3:API消息
- 9.5:揭開LwIP神秘的面紗
- 第10章:ARP協議
- 10.1:鏈路層概述
- 10.2:MAC地址的基本概念
- 10.3:初識ARP
- 10.4:以太網幀結構
- 10.5:IP地址映射為物理地址
- 10.6:ARP緩存表
- 10.7:ARP緩存表的超時處理
- 10.8:ARP報文
- 10.9:發送ARP請求包
- 10.10:數據包接收流程
- 10.10.1:以太網之數據包接收
- 10.10.2:ARP數據包處理
- 10.10.3:更新ARP緩存表
- 10.11:數據包發送流程
- 10.11.1:etharp_output()函數
- 10.11.2:etharp_output_to_arp_index()函數
- 10.11.3:etharp_query()函數
- 第11章:IP協議
- 11.1:IP地址.md
- 11.1.1:概述
- 11.1.2:IP地址編址
- 11.1.3:特殊IP地址