TM4C1294开发板实验78.pdf

实验七  以太网实验    实验目的：  掌握 Tiva C 的以太网通信，以及 LwIP TCP/IP 协议栈的基于 Web 的 I/O 控制    实验内容：  以太网通信方式可以使微控制器成为计算机网络中的一个终端，从而方便的扩展、高速 的通信，在移动互联时代，带以太网口是新一代嵌入式系统较以往单片机的最大优势之一， 网络应用的开发时嵌入式系统发展的新起点。  Tiva C 系列以太网控制器有一个完全集成的媒体访问控制器（MAC）和网络物理（PHY） 接口器件组成。以太网控制器遵循 IEEE 802.3 规范，完全支持 10BASE‐T 和 100BASE‐TX 标准。 以太网控制器中的物理层（PHY）包括集成的 ENDEC、扰码器/解扰器、双速时钟修复和全功 能自协商功能。发送器包含一个片内脉冲整形器和一个线路驱动器。接收器有一个自适应均 衡器、一个校准时钟及恢复数据所需的基线恢复电路。在 100BASE‐TX 应用中，收发器采用 5 类非屏蔽双绞线；在 10BASE‐T 应用中，收发器采用 3 类非屏蔽双绞线。以太网控制器通 过双路 1:1 隔离变压器连接到线路介质，无需外部滤波器。  图：以太网帧格式  前导码  SFD  目标地址  源地址 长度/类型 数据  FCS  7 个字节       1 个字节      6 个字节     6 个字节     2 个字节     46~1500 个字节     4 个字节  帧的 7 个字段从左到右被发送。帧的位按照最低有效位到最高有效位的方向被发送  （1） 前导码  物理层信号电路使用前导码字段来实现与接收到的帧的时序同步。前导码的长度为 7 个字节。  （2 ） 起始帧分界符（SFD ）  SFD 字段在前导码模式之后，指示帧的开始。其值为 （3 ） 目标地址（DA）  这个字段指定数据帧的目标地址。DA 的 LSB 决定地址是一个单个地址还是组/ 多播 地址。  （4 ） 源地址（SA ）  源地址字段识别帧  （5 ） 长度/类型字段  这个字段的意义由他的数值来决定。2 个字节中的第 1 个字节是最高有效字节。这 个字段可以解释成长度或类型码。数据字段的最大长度为 1500 字节。如果长度/类 型字段的值小于或等于 1500（十进制），则该字段的值就是 MAC 客户数据的字节数。 如果该字段的值大于或等于 1536 （十进制），则字段代表的就是类型。协议标准未 定义长度/类型字段的值在 1500 和 1536 之间时代表的含义。如果长度/类型字段的 值大于 1500 （十进制），MAC 模块就认定该字段代表的是类型。  （6 ） 数据  数据字段是一个 0~1500 字节的序列。由于提供了高度的数据透明，所以任何值都可 以出现在该字段中。最小的帧尺寸必须满足 IEEE 标准的要求。如果必要，可以通过 添加一些额外的位来延长数据字段（一次填充）。填充字段的长度可以为 0~46 字节。 数据字段和填充字段长度之和的最小值必须为 46 个字节。虽然 MAC 模块自动插入 填充的操作可以通过一个寄存器写来禁能，但是，如果需要，操作仍可执行。对于 MAC 模块内核来说，发送/接收的数据可以多于 1500 字节，不会报告“帧太长”错 误。取而而代之的是，在接收到的的帧太大而不不适合以太网网控制器的 RRAM 时报告 FIFO 溢出错误误。  （7 ）） 帧校验序序列（FCS）  帧校验序序列传送循环环冗余校验 （（CRC ）值。这这个字段的值值使用 CRC‐332 算法通过过目标 地址、源源地址、长度度/类型、数据据和填充字段段计算得到。MAC 模块每每次计算半个个字节 的 FCS 值值。对于发送送的帧，这个