单片机驱动DM9000网卡芯片详细调试过程下.docx
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单片机驱动DM9000网卡芯片详细调试过程下
单片机驱动DM9000网卡芯片（详细调试过程）【下】
2008年05月20日星期二14:
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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）
{
unsignedinti;
unsignedcharc;
uart0_init（）;//初始化串口，调试时用到
DM9000_init（）;//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[6]是否为“1”，该位表示是否连接成功。
本例中NSR的值为40H，括号里的数为对应
的十进制数。
下面我们将主函数改进一下，增加个中断接收函数，查看是否能接收到数据。
voidmain（void）
{
unsignedinti;
unsignedcharc;
uart0_init（）;//初始化串口，调试时用到
DM9000_init（）;//初始化网卡
/********************************************************************************/
/*这一部分要根据自己的处理器情况，将DM9000的INT引脚连接到处理器的外部中断上，打开中断*/
/********************************************************************************/
sendpacket（60）;/*我事先已经在Buffer[]中存储了ARP请求数据包，这里就直接发送了，以便接收
ARP应答包。
大家可以先参考后面讲的ARP协议，根据自己机器的情况，将数据事先存到Buffer[]中*/
while
（1）;//等待中断
}
voidint_issue（void）//中断处理函数，需要根据自己的处理器进行设置
{
unsignedinti;
i=receivepacket（Buffer）;//将数据读取到Buffer中。
int_again:
if（i==0）
{
return;
}
else
{
print_buffer（）;//将接收到的所有数据打印出来
while
（1）;//停止在这里等待观察，注意：
实际应用中是不允许停止在中断中的。
}
/************************************************************************************/
/*这里加上这一段，目的是判断中断期间是否接收到其它数据包。
有则加以处理。
不加也完全可以*/
/*根据自己的处理器，判断处理器是否还处在中断状态，若是则进行如下操作，不是则跳过该段。
*/
i=receivepacket（Buffer）;
if（i!
=0）
{
gotoint_again;
}
/************************************************************************************/
}
编译调试，运行结果如下：
图5接收数据包中的数据
这是一个ARP应答包，包含了我电脑上的MAC地址和局域网内的IP地址。
反正我也不是啥重要人物，
这里就不保密了，呵呵。
如果一些顺利，到这里对DM9000网卡芯片的初始化工作就完成了。
如果出现问题，首先要
检查寄存器的值是否正确。
可以将DM9000中的寄存器打印出来，查看到底是哪里的问题。
如果打印出的
值很混乱，在确保串口程序无误的前提下，查看硬件连接，以及寄存器读写时序是否正确，重复调试几
次查找原因。
三、ARP协议的实现
1、ARP协议原理简述
ARP协议（AddressResolutionProtocol地址解析协议），在局域网中，网络中实际传输的是“
帧”，帧里面有目标主机的MAC地址。
在以太网中，一个注意要和另一个主机进行直接通信，必须要知
道目标主机的MAC地址。
这个MAC地址就是标识我们的网卡芯片唯一性的地址。
但这个目标MAC地址是如
何获得的呢？
这就用到了我们这里讲到的地址解析协议。
所有“地址解析”，就是主机在发送帧前将目
标IP地址转换成MAC地址的过程。
ARP协议的基本功能就是通过目标设备的IP地址，查询目标设备的MAC
地址，以保证通信的顺利进行。
所以在第一次通信前，我们知道目标机的IP地址，想要获知目标机的
MAC地址，就要发送ARP报文（即ARP数据包）。
它的传输过程简单的说就是：
我知道目标机的IP地址，
那么我就向网络中所有的机器发送一个ARP请求，请求中有目标机的IP地址，请求的意思是目标机要是
收到了此请求，就把你的MAC地址告诉我。
如果目标机不存在，那么此请求自然不会有人回应。
若目标
机接收到了此请求，它就会发送一个ARP应答，这个应答是明确发给请求者的，应答中有MAC地址。
我接
到了这个应答，我就知道了目标机的MAC地址，就可以进行以后的通信了。
因为每次通信都要用到MAC地
址。
ARP报文被封装在以太网帧头部中传输，如图为ARP请求报文的头部格式。
图6用于以太网的ARP请求或应答分组格式
注意，以太网的传输存储是“大端格式”，即先发送高字节后发送低字节。
例如，两个字节的数据
，先发送高8位后发送低8位。
所以接收数据的时候要注意存储顺序。
整个报文分成两部分，以太网首部和ARP请求/应答。
下面挑重点讲述。
“以太网目的地址”字段：
若是发送ARP请求，应填写广播类型的MAC地址FF-FF-FF-FF-FF-FF，意思是
让网络上的所有机器接收到；
“帧类型”字段：
填写08-06表示次报文是ARP协议；
“硬件类型”字段：
填写00-01表示以太网地址，即MAC地址；
“协议类型”字段：
填写08-00表示IP，即通过IP地址查询MAC地址；
“硬件地址长度”字段：
MAC地址长度为6（以字节为单位）；
“协议地址长度”字段：
IP地址长度为4（以字节为单位）；
“操作类型”字段：
ARP数据包类型，1表示ARP请求，2表示ARP应答；
“目的以太网地址”字段：
若是发送ARP请求，这里是需要目标机填充的。
2、ARP的处理程序
ARP协议原理很简单，下面我们来编写ARP协议的处理函数。
新建文件命名为arp.c，填写如下函数
：
unsignedcharmac_addr[6]={*，*，*，*，*，*};
unsignedcharip_addr[4]={192,168,*,*};
unsignedcharhost_ip_addr[4]={192,168,*,*};
unsignedcharhost_mac_addr[6]={0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff};
unsignedcharBuffer[1000];
uint16packet_len;
/*这些全局变量，在前面将的文件中有些已经有过定义，这里要注意在前面加上“extern”关键字。
“
*”应该根据自己的机器修改*/
#defineHON（n）（（（（uint16）（（n）&0xff））<<8）|（（（n）&0xff00）>>8））
/*此宏定义是将小端格式存储的字（两个字节）转换成大端格式存储*/
voidarp_request（void）//发送ARP请求数据包
{
//以太网首部
memcpy（ARPBUF->ethhdr.d_mac,host_mac_addr,6）;
/*字符串拷贝函数，文件要包含头文件。
参数依次是，拷贝目标指针，拷贝数据源指针，拷
贝字符数*/
memcpy（ARPBUF->ethhdr.s_mac,mac_addr,6）;
ARPBUF->ethhdr.type=HON（0x0806）;
/*小端格式的编译器，可以用HON（）宏来转换成大端格式，如果你的编译器是大端格式，直接填写
0x0806即可*/
/*就是简单的按照协议格式填充，以下同*/
//ARP首部
ARPBUF->hwtype=HON
（1）;
ARPBUF->protocol=HON（0x0800）;
ARPBUF->hwlen=6;
ARPBUF->protolen=4;
ARPBUF->opcode=HON
（1）;
memcpy（ARPBUF->smac,mac_addr,6）;
memcpy（ARPBUF->sipaddr,ip_addr,4）;
memcpy（ARPBUF->dipaddr,host_ip_addr,4）;
packet_len=42;//14+28=42
sendpacket（Buffer,packet_len）;
}
注释：
ARPBUF的宏定义和ARP首部结构，在前面已经讲过。
同时注意执行该函数时中断的处理。
这里没
作处理。
看上去很easy吧，下面函数实现接收ARP请求或接收ARP应答的处理。
unsignedchararp_process（void）//ARP接收函数，成功返回1，否则返回0
{
//简单判断ARP数据包有无损坏,有损坏则丢弃,不予处理
if（packet_len<28）//ARP数据长度为28字节为无效数据
{
return0;
}
switch（HON（ARPBUF->opcode））
{
case1 :
//处理ARP请求
if（ARPBUF->dipaddr[0]==ip_addr[0]&&
ARPBUF->dipaddr[1]==ip_addr[1]&&
ARPBUF->dipaddr[2]==ip_addr[2]&&
ARPBUF->dipaddr[3]==ip_addr[3]）//判断是否是自己的IP，是否向自己询问MAC地址
。
{
ARPBUF->opcode=HON
（2）;//设置为ARP应答
memcpy（ARPBUF->dmac,ARPBUF->smac,6）;
memcpy（ARPBUF->ethhdr.d_mac,ARPBUF->smac,6）;
memcpy（ARPBUF->smac,mac_addr,6）;
memcpy（ARPBUF->ethhdr.s_mac,mac_addr,6）;
memcpy（ARPBUF->dipaddr,ARPBUF->sipaddr,4）;
memcpy（ARPBUF->sipaddr,ip_addr,4）;
ARPBUF->ethhdr.type=HON（0x0806）;
packet_len=42;
sendpacket（Buffer,packet_len）;//发送ARP数据包
return1;
}
else
{
return0;
}
break;
case2 :
//处理ARP应答
if（ARPBUF->dipaddr[0]==ip_addr[0]&&
ARPBUF->dipaddr[1]==ip_addr[1]&&
ARPBUF->dipaddr[2]==ip_addr[2]&&
ARPBUF->dipaddr[3]==ip_addr[3]）//再次判断IP，是否是给自己的应答
{
memcpy（host_mac_addr,ARPBUF->smac,6）;//保存服务器MAC地址
return1;
}
else
{
return0;
}
break;
default :
//不是ARP协议
return0;
}
}
根据ARP协议格式看这两个函数并不困难。
于是我们又得到两个函数：
arp_request（）和
arp_process（）。
3、ARP程序调试
下面我们修改主函数和中断处理函数。
将mian（）函数中的“sendpacket（60）;”语句换成“arp_request（）;”语句。
voidint_issue（void）//中断处理函数，需要根据自己的处理器进行设置
{
unsignedinti;
i=receivepacket（Buffer）;//将数据读取到Buffer中。
if（i==0）
{
return;
}
else
{
i=arp_process（）;
if（i==1）//判断是否是ARP协议
print_hostmacaddr（）;//打印目标机的MAC地址，就是用串口打印host_mac_addr[]中的6
个字节
}
}
保存运行调试。
图7主机MAC地址
至此，关于DM9000的调试过程就完成了。
之后我还调试了UDP通讯、TCP通讯等，主要是关于协议的
处理了，这里就不介绍了。
有兴趣的朋友可以参看《TCP/IP协议》第一卷，将会有很大帮助。
希望这些
调试过程能为读者或多或少的提供些有用的信息，也欢迎大家和我一起讨论。
我的Email：
mengqx25@
补充：
增加了udp实现
【全文完】
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