驱动网卡芯片DM9000调试过程及其具体的单片机程序Word下载.docx

驱动网卡芯片DM9000调试过程及其具体的单片机程序Word下载.docx

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1、读、写寄存器

其实，INDEX端口和DATA端口的就是由芯片上的CMD引脚来区分的。

低电平为INDEX端口，高电平为DATA端口。

所以，要想实现读写寄存器，就必须先控制好CMD引脚。

若使用总线接口连接DM9000的话，假设总线连接后芯片的基地址为0x800300（24根地址总线），只需如下方法：

#defineDM_ADD（*（（volatileunsignedint*）0x8000300））

#defineDM_CMD（*（（volatileunsignedint*）0x8000304））

//向DM9000寄存器写数据

voiddm9000_reg_write（unsignedcharreg,unsignedchardata）

{

udelay（20）;

//之前定义的微妙级延时函数，这里延时20us

DM_ADD=reg;

//将寄存器地址写到INDEX端口

DM_CMD=data;

//将数据写到DATA端口，即写进寄存器

}

//从DM9000寄存器读数据

unsignedintdm9000_reg_read（unsignedcharreg）

returnDM_CMD;

//将数据从寄存器中读出

只得注意的是前面的两个宏定义DM_ADD和DM_CMD，定义的内容表示指向无符号整形变量的指针，在这里0x800300是DM9000命令端口的地址，对它的赋值操作就相当于把数据写到该地址中，即把数据写到DM9000的命令端口中。

读的道理也一样。

这是一种很常见的宏定义，一般在处理器中定义通用寄存器也是这样定义的。

若没有总线接口的话，可以使用IO口模拟总线时序的方法实现寄存器的读写。

这里只说明实现步骤。

首先将处理器的I/O端口与DM9000的IOR等引脚直接相连（电平匹配的情况下），又假设已经有宏定义“IOR”I/O端口控制DM9000的IOR引脚，其它端口控制DM9000引脚的命名相同，“PIO1”（根据处理器情况，可以是8位、16位或32位的I/O端口组成）控制数据端口。

这样宏命名更直观些。

写寄存器的函数如下：

PIO1=reg;

AEN=0;

CMD=0;

IOR=1;

IOW=0;

udelay

（1）;

AEN=1;

IOW=1;

udelay（20）;

PIO1=data;

读寄存器的写法类似，这里就略一下了。

这一过程看上去有些复杂，呵呵，其实执行起来也蛮有效率的，执行时间差不多。

这种模拟总线时序的方式实际并不复杂，只是把总线方式下自动执行的过程手动的执行了一遍而已。

在DM9000中，还有一些PHY寄存器，也称之为介质无关接口MII（MediaIndependentInterface）寄存器。

对这些寄存器的操作会影响网卡芯片的初始化和网络连接，这里不对其进行操作，所以对这些寄存器的访问方法这里也略了（在上篇文章中有介绍）。

操作不当反而使网卡不能连接到网络。

至此，我们已经写好了两个最基本的函数：

dm9000_reg_write（）和dm9000_reg_read（），以及前面的宏定义DM_ADD和DM_CMD。

下面将一直用到。

2、初始化DM9000网卡芯片。

初始化DM9000网卡芯片的过程，实质上就是填写、设置DM9000的控制寄存器的过程，这里以程序为例进行说明。

其中寄存器的名称宏定义在DM9000.H中已定义好。

注：

一下函数中unsignedchar为一个字节unsignedint为两个字节

//DM9000初始化

voidDM9000_init（void）

unsignedinti;

IO0DIR|=1<

<

8;

IO1CLR|=1<

udelay（500000）;

IO2SET|=1<

/*以上部分是利用一个IO口控制DM9000的RST引脚，使其复位。

这一步可以省略，可以用下面的软件复位代替*/

dm9000_reg_write（GPCR,0x01）;

//设置GPCR（1EH）bit[0]=1，使DM9000的GPIO3为输出。

dm9000_reg_write（GPR,0x00）;

//GPRbit[0]=0使DM9000的GPIO3输出为低以激活内部PHY。

udelay（5000）;

//延时2ms以上等待PHY上电。

dm9000_reg_write（NCR,0x03）;

//软件复位

udelay（30）;

//延时20us以上等待软件复位完成

dm9000_reg_write（NCR,0x00）;

//复位完成，设置正常工作模式。

//第二次软件复位，为了确保软件复位完全成功。

此步骤是必要的。

/*以上完成了DM9000的复位操作*/

dm9000_reg_write（NSR,0x2c）;

//清除各种状态标志位

dm9000_reg_write（ISR,0x3f）;

//清除所有中断标志位

/*以上清除标志位*/

dm9000_reg_write（RCR,0x39）;

//接收控制

dm9000_reg_write（TCR,0x00）;

//发送控制

dm9000_reg_write（BPTR,0x3f）;

dm9000_reg_write（FCTR,0x3a）;

dm9000_reg_write（RTFCR,0xff）;

dm9000_reg_write（SMCR,0x00）;

/*以上是功能控制，具体功能参考上一篇文章中的说明，或参考数据手册的介绍*/

for（i=0;

i<

6;

i++）

dm9000_reg_write（PAR+i,mac_addr[i]）;

//mac_addr[]自己定义一下吧，6个字节的MAC地址

/*以上存储MAC地址（网卡物理地址）到芯片中去，这里没有用EEPROM，所以需要自己写进去*/

/*关于MAC地址的说明，要参考网络相关书籍或资料*/

/*为了保险，上面有清除了一次标志位*/

dm9000_reg_write（IMR,0x81）;

/*中断使能（或者说中断屏蔽），即开启我们想要的中断，关闭不想要的，这里只开启的一个接收中断*/

/*以上所有寄存器的具体含义参考上一篇文章，或参考数据手册*/

这样就对DM9000初始化完成了，怎么样，挺简单的吧。

3、发送、接收数据包

同样，以程序为例，通过注释说明。

//发送数据包

//参数：

datas为要发送的数据缓冲区（以字节为单位），length为要发送的数据长度（两个字节）。

voidsendpacket（unsignedchar*datas,unsignedintlength）

unsignedintlen,i;

dm9000_reg_write（IMR,0x80）;

//先禁止网卡中断，防止在发送数据时被中断干扰

len=length;

dm9000_reg_write（TXPLH,（len>

>

8）&

0x0ff）;

dm9000_reg_write（TXPLL,len&

/*这两句是将要发送数据的长度告诉DM9000的寄存器*/

DM_ADD=MWCMD;

//这里的写法是针对有总线接口的处理器，没有总线接口的处理器要注意加上时序。

len;

i+=2）//16bitmode

{

DM_CMD=datas[i]|（datas[i+1]<

8）;

}

/*上面是将要发送的数据写到DM9000的内部SRAM中的写FIFO中，注意没有总线接口的处理器要加上适当的时序*/

/*只需要向这个寄存器中写数据即可，MWCMD是DM9000内部SRAM的DMA指针，根据处理器模式，写后自动增加*/

dm9000_reg_write（TCR,0x01）;

//发送数据到以太网上

while（（dm9000_reg_read（NSR）&

0x0c）==0）;

//等待数据发送完成

//清除状态寄存器，由于发送数据没有设置中断，因此不必处理中断标志位

//DM9000网卡的接收中断使能

以上是发送数据包，过程很简单。

而接收数据包确需要些说明了。

DM9000从网络中接到一个数据包后，会在数据包前面加上4个字节，分别为“01H”、“status”（同RSR寄存器的值）、“LENL”（数据包长度低8位）、“LENH”（数据包长度高8位）。

所以首先要读取这4个字节来确定数据包的状态，第一个字节“01H”表示接下来的是有效数据包，若为“00H”则表示没有数据包，若为其它值则表示网卡没有正确初始化，需要从新初始化。

如果接收到的数据包长度小于60字节，则DM9000会自动为不足的字节补上0，使其达到60字节。

同时，在接收到的数据包后DM9000还会自动添加4个CRC校验字节。

可以不予处理。

于是，接收到的数据包的最小长度也会是64字节。

当然，可以根据TCP/IP协议从首部字节中出有效字节数，这部分在后面讲解。

下面为接收数据包的函数。

//接收数据包

datas为接收到是数据存储位置（以字节为单位）

//返回值：

接收成功返回数据包类型，不成功返回0

unsignedintreceivepacket（unsignedchar*datas）

unsignedinti,tem;

unsignedintstatus,len;

unsignedcharready;

ready=0;

//希望读取到“01H”

status=0;

//数据包状态

len=0;

//数据包长度

/*以上为有效数据包前的4个状态字节*/

if（dm9000_reg_read（ISR）&

0x01）

dm9000_reg_write（ISR,0x01）;

/*清除接收中断标志位*/

/***********************************************************************************/

/*这个地方遇到了问题，下面的黑色字体语句应该替换成成红色字体，也就是说MRCMDX寄存器如果第一次读不到数据，还要读一次才能确定完全没有数据。

在做PING实验时证明：

每个数据包都是通过第二次的读取MRCMDX寄存器操作而获知为有效数据包的，对初始化的寄存器做了多次修改依然是此结果，但是用如下方法来实现，绝不会漏掉数据包。

*/

ready=dm9000_reg_read（MRCMDX）;

//第一次读取，一般读取到的是00H

if（（ready&

0x0ff）!

=0x01）

ready=dm9000_reg_read（MRCMDX）;

//第二次读取，总能获取到数据

0x01）!

=0x00）//若第二次读取到的不是01H或00H，则表示没有初始化成功

//屏幕网卡中断

DM9000_init（）;

//重新初始化

//打开网卡中断

retrun0;

/*ready=dm9000_reg_read（MRCMDX）;

//readabytewithoutpointerincrement

if（!

（ready&

0x01））

return0;

}*/

/*以上表示若接收到的第一个字节不是“01H”，则表示没有数据包，返回0*/

status=dm9000_reg_read（MRCMD）;

len=DM_CMD;

（status&

0xbf00）&

&

（len<

1522））

i+=2）//16bitmode

tem=DM_CMD;

datas[i]=tem&

0x0ff;

datas[i+1]=（tem>

8）&

else

/*以上接收数据包，注意的地方与发送数据包的地方相同*/

if（len>

1000）return0;

if（（HON（ETHBUF->

type）!

=ETHTYPE_ARP）&

（HON（ETHBUF->

=ETHTYPE_IP））

packet_len=len;

/*以上对接收到的数据包作一些必要的限制，去除大数据包，去除非ARP或IP的数据包*/

returnHON（ETHBUF->

type）;

//返回数据包的类型，这里只选择是ARP或IP两种类型

注意：

上面的函数用到了一些宏定义，已经在头文件中定义过，这里说明一下：

其中uint16定义为两个字节的变量，根据C编译器进行定义。

unsignedcharBuffer[1000];

//定义了一个1000字节的接收发送缓冲区

uint16packet_len;

//接收、发送数据包的长度，以字节为单位。

structeth_hdr//以太网头部结构，为了以后使用方便

unsignedchard_mac[6];

//目的地址

unsignedchars_mac[6];

//源地址

uint16type;

//协议类型

};

structarp_hdr//以太网头部+ARP首部结构

structeth_hdrethhdr;

//以太网首部

uint16hwtype;

//硬件类型（1表示传输的是以太网MAC地址）

uint16protocol;

//协议类型（0x0800表示传输的是IP地址）

unsignedcharhwlen;

//硬件地址长度（6）

unsignedcharprotolen;

//协议地址长度（4）

uint16opcode;

//操作（1表示ARP请求,2表示ARP应答）

unsignedcharsmac[6];

//发送端MAC地址

unsignedcharsipaddr[4];

//发送端IP地址

unsignedchardmac[6];

//目的端MAC地址

unsignedchardipaddr[4];

//目的端IP地址

structip_hdr//以太网头部+IP首部结构

unsignedcharvhl, 

//4位版本号4位首部长度（0x45）

tos;

//服务类型（0）

uint16len, 

//整个IP数据报总字节长度

ipid, 

//IP标识

ipoffset;

//3位标识13位偏移

unsignedcharttl, 

//生存时间（32或64）

proto;

//协议（1表示ICMP,2表示IGMP,6表示TCP,17表示UDP）

uint16ipchksum;

//首部校验和

unsignedcharsrcipaddr[4], 

//源IP

destipaddr[4];

//目的IP

以上定义的三种首部结构，是根据TCP/IP协议的相关规范定义的，后面会对ARP协议进行详细讲解。

【上半部分完】

4、验证初始化中的各个函数。

下面我们来看一下，上面所写的初始化函数是否可用。

以上我们写好了三个函数，分别为

DM9000_init（），sendpacket（）和receivepacket（），保存并命名为dm9000.c。

既然我们要进行调试，当

然要有结果输出，根据自己的处理器的情况写一个串口程序，这些函数是学某个单片机的基础，这里不

做详细介绍，用到是时候会在函数里注释一下。

接下来我们来写个主函数，新建C文件，命名为mian.c，填写如下函数：

voidmain（void）

unsignedcharc;

uart0_init（）;

//初始化串口，调试时用到

//初始化网卡

print_regs（）;

/*通过串口，将DM9000中的寄存器打印出来，显示在超级终端上。

此函数根据自己

的处理器进行修改，功能仅仅是读DM9000寄存器dm9000_reg_read（），再通过串口打印出来而已*/

函数写好，保存文件，连接硬件，连接网线到电脑上或局域网上，运行结果如下图所示：

图4显示寄存器值

这里首先检查，各个控制寄存器是否是自己写进去的值，在检查状态寄存器是否正确，其中主要要

看NSR寄存器的bit[5]是否为“1”，该位表示是否连接成功。

本例中NSR的值为40H，括号里