摘要：W5100是WIZnet公司最新推出的固件網絡芯片，它是在W3150A+的基礎上，集成了以太網物理層RTL8201CP核，因此W5100集TCP/IP協議棧、以太網MAC和PHY為一體。W5100支持TCP，UDP，ICMP，IGMP，IPv4，ARP，PPPoE，Ethernet等網絡協議；支持4個獨立的Socket通信，內部16K字節的發送/接收緩沖區可快速進行數據交換，最大通信速率達到25Mbps；提供多種總線（兩種并行總線和SPI總線）接口方式，可以很方便地與各種單片機連接。

關鍵詞： W5100，TCP/IP 協議，以太網，單片機

引言

我們原來介紹過 W3150A 網絡芯片，由于 W3150A 使用時還必需要在外面接一個以太網物理層接口器件(RTL8201CP)，增加了使用時的硬件難度，因此 Wiznet 公司最新推出了W5100，將 TCP/IP 協議棧、以太網的 MAC和 PHY 三種功能集為一體。W5100 不僅保留了原來與 MCU接口的并行總線接口，還增加了 SPI 串行總線接口。 W5100 器件的推出，大大簡化了硬件電路設計，使單片機系統在沒有操作系統的支持下，真正實現了單芯片接入 Internet 的理想。

芯片介紹

W5100有如下特性：

與MCU多種接口選擇，直接總線接口、間接總線接口和SPI總線；

支持硬件TCP/IP協議： TCP, UDP, ICMP, IGMP, IPv4, ARP, PPPoE, Ethernet；

支持ADSL連接 (支持PPPOE協議，帶PAP/CHAP驗證)；

支持4個獨立的端口（Sockets）連接；

內部16K字節存儲器作TX/RX緩存；

內嵌10BaseT/100BaseTX以太網物理層，支持自動應答（全雙工/半雙工模式）；

支持自動極性變換（MDI/MDIX）；

多種指示燈輸出（Tx，Rx，Full/Duplex，Collision，Link，Speed）；

0.18μm CMOS工藝；

3.3V工作電壓，I/O口可承受5V電壓；

LQFP80無鉛封裝，符合環保要求。

W5100 的結構如圖 1所示。

典型應用

1．網絡考勤機/門禁系統

W5100 在網絡考勤機/門禁系統中的應用如圖 2所示， 使用 MCS-51單片機以直接總線方式與 W5100 接口，組成了一個具有網絡功能的考勤機/門禁設備，這種考勤機/門禁系統廣泛應用在公司寫字樓、商場/超市、住宅小區等場所的管理。 考慮到考勤機/門禁系統的數據量不大，數據傳輸速率相對于其它實時系統來說不是很高，因此單片機可以采用 SPI 接口與 W5100 連接。而讀卡器芯片 TRH031M 也可用使用PI 接口，因此它們可以共用總線，使硬件系統更加簡單。

2．網絡電力儀表

W5100 應用在電力儀表中， 可以及時采集電力系統數據， 實現在本地/遠程的數據采集、

故障分析判斷。網絡儀表主要應用在發電廠、變電站、配電站、工廠電力系統等領域，也可

以用于居民電量管理。

3．數字電視前端設備

數字電視前端設備種類很多，有諸如衛星接收機、數字編碼器、數字復用器、數字加擾機及 QAM 調制器等等。 W5100 可以用在數字電視前端設備中，以建立起設備與控制臺之間、設備與設備之間的網絡通道。由于 W5100 內部具有 4個完全獨立的端口，高速的數據處理能力和數據吞吐能力，不僅可以傳輸一般的控制信息，還可以傳輸音視頻信號。

結束語

W5100“3 合 1”的功能可以滿足各種單片機在沒有操作系統的支持下接入 Internet 網絡，簡單、可靠，價格低廉，已廣泛應用于各種安全監測、電力系統的測量監控、音視頻傳輸、遠程信息傳輸等領域。隨著嵌入式系統網絡化的廣泛應用，相信 W5100 一定會被更多的工程師所喜歡。