Всем доброго времени суток! Начинаем долгожданный цикл статей по практической работе с Ethernet. Пройдемся с самого низкого уровня по всему стеку протоколов - ARP, IP, UDP, TCP... В качестве целевой платформы возьмем традиционно STM32 и в качестве микросхемы физического уровня Ethernet контроллер ENC28J60, как один из наиболее распространенных и доступных.
В этой, первой, статье рассмотрим физическое подключение, инициализацию интерфейсов, настройку ENC28J60 и, пожалуй, напишем сразу драйвер для работы с вышеупомянутым контроллером. Все буду описывать по возможности подробнее, но если вдруг возникнут вопросы, добро пожаловать в комментарии, а еще лучше к нам на форум.
Подключение ENC28J60.
Итак, STM32... Я возьму STM32F103C8T6, опять же в силу его невероятной распространенности и популярности, чему мы можем быть благодарны плате Blue Pill:
Для ENC28J60 у меня среди прочих есть такой модуль, пусть будет он:
Мы будем писать код исходя из соображений возможности его использования и с любым другим железом, так что выбор в данном случае не критичен.
Вспоминаем сетевую модель OSI (здесь в ближайшее время я помещу ссылку на статью об OSI):
Самый низкий уровень, физический, в данном случае это 10BASE-T полностью берет на себя ENC28J60. Переходим на уровень выше - канальный уровень, который отвечает за передачу фреймов между узлами сети, основан на использовании MAC-адресов. Его также отчасти возьмет на себя ENC28J60, благо возможности позволяют. А вот работу на уровнях выше мы будем реализовывать программно - к примеру, на сетевом уровне, будет протокол IP, на транспортном - UDP/TCP, но не будем забегать вперед. Возвращаемся к подключению модулей.
И подключать контроллер мы будем по интерфейсу SPI. Собственно, схематично это представляет из себя следующее:
В разных проектах бывает по-разному, но в данном случае я не вижу ни малейших причин не использовать STM32CubeMx и HAL, так что создаем новый проект и сразу включаем "базово-необходимые" вещи, такие как внешнее тактирование и SWD интерфейс. Кроме того, пара выводов для работы с ENC28J60, в данном случае, это сигналы Chip Select, Reset и, конечно, SPI1:
У меня внешний кварцевый резонатор на 8 МГц, поэтому в окне тактирования:
Ну и напоследок, конечно же, настраиваем SPI. Как изображено на схеме выше, используем ножки PA5 - SPI SCK, PA6 - SPI MISO и PA7 - SPI MOSI. Настройки для ENC28J60 такие: