以太网应用实验报告Word文档格式.docx
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实验时间：
以太网的应用
一、实验目的
1.通过实验了解以太网通讯原理和驱动程序开发方法；
2.通过实验掌握各网络协议和网络应用程序开发方法；
3.熟练掌握STM32开发板的编程及实际应用。
二、实验要求
用以太网实现两块STM32实验板之间的通信，用其中一块实验板的按键来控制另一个的二极管的亮和灭。
三、实验原理
1.原理图
2.外部连接图
3.存储器构成
4.以太网数据包格式
5、网络协议
1）以太网首部
2）ARP地址解析协议：
3）IP网际协议
4）ICMP报文
ICMP报文的格式
5）UDP协议
6）TCP协议
TCP首部格式
在神州III号中，使用SPI接口的ENC28J60以太网控制器实现10M以太网功能，ENC28J60是美国微芯科技公司近期推出的28引脚独立以太网控制器。
符合IEEE802.3协议，而且只有28引脚，既能提供相应的功能，又可以大大简化相关设计，减小空间。
ENC28J60与STM32F103ZET6处理器通过SPI1连接访问，支持10Mbps。
STM32F103ZET6通过SPI1接口发送命令，访问ENC28J60的寄存器或读写接受、发送缓冲区，完成相关操作。
复位也可通过SPI1接口由软件实现，软件复位不影响RESET引脚的状态。
ENC28J60是极具特色的独立以太网控制器；
SPI接口使得小型单片机也能具有网络连接功能；
集成MAC和PHY无需其他外设；
具有可编程过滤功能，可自动评价、接收或拒收多种信息包，减轻了主控单片机的处理负荷；
内部继承可编程的8KB双端口SRAM缓冲器，操作灵活方便。
不足之处为仅支持10BASET。
ENC28J60带SPI接口的独立以太网控制器工作特性
IEEE802.3兼容的以太网控制器
•集成MAC和10BASE-TPHY
•接收器和冲突抑制电路
•支持一个带自动极性检测和校正的10BASE-T端口
•支持全双工和半双工模式
•可编程在发生冲突时自动重发
•可编程填充和CRC生成
•可编程自动拒绝错误数据包
•最高速度可10Mb/s的SPI接口
ENC28J60的框图：
硬件连接
PE4：
ENC28J60-INT
PA6-SPI1-MISO：
ENC28J60-SO
PA7-SPI1-MOSI：
ENC28J60-SI
PA5-SPI1-SCK：
ENC28J60-SCK
PA4-SPI1-NSS：
ENC28J60-CS
PE1：
ENC28J60-RST
软件设计：
用到的库文件
startup/start_stm32f10x_hd.c
CMSIS/core_cm3.c
CMSIS/system_stm32f10x.c
FWlib/stm32f10x_gpio.c
FWlib/stm32f10x_rcc.c
FWlib/stm32f10x_usart.c
FWlib/stm32f10x_spi.c
编写的文件
USER/main.c
USER/stm32f10x_it.c
USER/led.c
USER/usart.c
USER/spi_enc28j60.c
USER/ip_arp_udp_tcp.c
四、实验过程
（1）.根据实验要求进行连线
（2）.各模块初始化
在本实验中，我们主要是学习ENC28J60的使用及简单的TCP，UDP包的处理，使用到的资源主要有ENC28J60、LED灯和串口1，在程序运用以前，我们需要对这些接口进行初始化
GPIO接口的初始化
我们使用到的GPIO接口的资源主要由LED灯，串口以及ENC28J60芯片所占用的SPI接口。
因此，我们在运行前，需要对GPIO接口进行初始化，包括他的输入输出属性等，相关代码如下。
串口1初始化
本例程中，串口1用于输入输出提示信号，波特率设置为115200，无硬件流控模式，详细代码如下。
SPI接口初始化
在神州III号开发板上，处理器通过SPI1接口与ENC28J60相连，同时还和板载的SPIFLASH连接，在前面GPIO接口初始化部分，我们已经初始化分配给SPIFLASH（W25X16）的CS信号为高，使之在访问ENC28J60网口时，不会和W25X16产生冲突，相关代码如下。
ENC28J60初始化
前面我们描述了GPIO接口，串口和SPI接口的初始化。
通过SPI可以正常访问ENC28J60。
通过Enc28j60Int函数对ENC28J60芯片的初始化。
（3）.下载例程
在神州III号光盘\编译好的固件\18.网口程序实验目录下的ENC28J60网口程序实验.hex文件即为本节我们分析的实验所编译好的固件，我们可以直接通过JLINKV8将固件下载到神州III号开发板中观察运行效果。
（4）.观察现象
五、实验结果
将固件下载在神州III号STM32开发板后，可以实现通过一块实验板按键控制另一块实验板上LED灯亮灭。
灯的位置如下图所示。
六、注意事项
1.下载例程时，注意通信端口的设置。
2.注意串口数据线的选择。
3.严格按照实验要求进行试验，避免发生仪器损坏。
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