DM9051NP 乙太網芯片驅動源代碼介绍

一、DM9051NP 介紹

DM9051NP SPI接口以太网模块是联杰国际(DAVICOM)为了方便嵌入式ARM、MCU单片机系统进行以太网通信而开发出的解决方案。DM9051NP芯片是带有行业标准串行外设接口（Serial Peripheral Interface，SPI）的独立以太网控制器。DM9051NP符合IEEE 802.3 规范，支持以DMA 模式来传输，以实现数据传送快速。DM9051NP通过1个中断引脚和SPI接口来进行与主控制器MCU单片机的通信，数据传输规格为10/100 M。

・Package:32支接脚封装,QFN.
・IEEE 802.3az Energy Efficient Ethernet (EEE)
・Built-in integrated 3.3V to 1.8V regulator
・远程唤醒 (WOL)
・并行线/交叉线自动切换 HP Auto-MDIX
・Support 光口界面
・具有16KB SRAM静态随机存取记忆
・EMI (Class B) and HBM ESD Rating 8KV
・工业温度规范: –40℃ to +85℃
・功耗：（100/10 M） => 429/561 mW
・连续工作温度<60℃

二、驱动程序说明

1.DM9051的寄存器读写方式说明

由于DM9051NP以太网口芯片采用的是SPI串行接口模式，其对内部寄存器读写的规则是先发操作码bit 7 (set 0 or 1) + 寄存器地址<后7bit>，再发送欲操作数据(bit 0~8)。通过不同操作码来判别操作时读寄存器(缓存区)还是写寄存器(缓冲区)或是其它。

2.DM9051 模式设定说明:

(1)设定DM9051 PHY Mode，DM9051 支持以下 Speed 和 全/半双工设定

・DM9051_AUTO Auto negotiation
・DM9051_10MHD 10MHz, Half duplex
・DM9051_10MFD 10MHz, Full duplex
・DM9051_100MHD 100MHz, Half duplex
・DM9051_100MFD 100MHz, Full duplex

enum DM9051_PHY_mode
{
	DM9051_10MHD   = 0,
	DM9051_100MHD  = 1,
	DM9051_10MFD   = 4,
	DM9051_100MFD  = 5,
	DM9051_10M     = 6,
	DM9051_AUTO    = 8,
	DM9051_1M_HPNA = 0x10
};

以上模式透过SPI写入Register，可参考DM9051 Driver。

(2)选择DM9051 Chip Type ，目前使用的 TYPE_DM9051

enum DM9051_TYPE
{
	TYPE_DM9000E,
	TYPE_DM9000A,
	TYPE_DM9000B,
	TYPE_DM9051
};

(3)在上述建立Mode 和 Tyep 表后，放入struct DM9051_eth，以便后续设定使用。

struct DM9051_eth
{
	/* 设定目前使用的网络芯片类型 */
	enum DM9051_TYPE type;
	/* 设定PHY使用的 Speed and Duplex */
	enum DM9051_PHY_mode mode;
	/* Interrupt Mask Resgister 设定值 */
	uint8_t  imr_all;
	/* packet I or II */
	uint8_t  packet_cnt; 
	/* queued packet (packet II)*/
	uint16_t queue_packet_len;	
	/* interface MAC address info. */
	uint8_t  dev_addr[6]; 
};
static struct DM9051_eth DM9051_device;

3.DM9051驱动程序说明

(1)MCU SPI Configure

如同上述介绍的DM9051NP以太网口芯片采用的是SPI串行接口模式，首先第一步先确认MCU有支持SPI，再来配置SPI Master的相关设定，在这以STM32F103ZE SPI1 设定为参考，其他MCU可直接参考MCU的SPI example 设定。

Source code :

void DM9051_SPI_Configuration(void)

{
	SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
	DMA_InitTypeDef  DMA_InitStructure;
	 /* 使能 SPI1 时钟*/
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1, Enable);

	/* 找出MCU SPI Pin，在这以配置 SPI1 pins为例: SCK, MISO and MOSI */
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DM9051_SPI_SCK_PIN | DM9051_SPI_MISO_PIN | DM9051_SPI_MOSI_PIN;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(DM9051_SPI_PIN_GROUP, &GPIO_InitStructure);

	/* Configure I/O for DM9051 Chip select */
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DM9051_SPI_CS_PIN;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_Init(DM9051_SPI_CS_GROUP, &GPIO_InitStructure);

	GPIO_SetBits(DM9051_SPI_PIN_GROUP, DM9051_SPI_SCK_PIN | DM9051_SPI_MISO_PIN | DM9051_SPI_MOSI_PIN);

	/* SPI1 为Master 相关设定参考 */
	/* 设置SPI单向或者双向的数据模式:SPI设置为双线双向全双工 */
	SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;
	/* 设置SPI工作模式:设置为主SPI */
	SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;
	/* 设置SPI的数据大小:SPI发送接收8位帧结构 */
	SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;
	/* 选择了串行时钟的稳态:时钟拉低 */
	SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;
	/* 资料捕获于第一个时钟沿 */
	SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge;
	/* NSS 信号由硬件（NSS管脚）还是软件（使用SSI位）管理:内部NSS信号有SSI位控制 */
	SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;
	/* 定义波特率预分频的值:波特率预分频值为2 */
	SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_2;
	/* 指定数据传输从MSB位还是LSB位开始:数据传输从MSB位开始 */
	SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;
	/* CRC值计算的多项式 */
	SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;
	/* 根据SPI_InitStruct中指定的参数初始化外设SPIx寄存器 */
	SPI_Init(DM9051_SPI, &SPI_InitStructure);

	/* 使能 DM9051_SPI  */
	SPI_Cmd(DM9051_SPI, ENABLE);
}

以上 STM32F103ZE SPI1 相关配置，需注意的设定如下:

/* 资料捕获于第一个时钟沿 */
SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge;
/* NSS 信号由硬件（NSS管脚）还是软件（使用SSI位）管理:内部NSS信号有SSI位控制 */
SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;

SPI 的Master、Slave 必须配置成相同的时序模式，此部分参考MCU SPI mode 和DM9051 SPI mode 相对应的设定。

(2) MCU SPI读写一字节程序和读写DM9051 Register & Memory 说明

    a. 此程序可参考STM32 SPI example 或网络上搜寻相关写法参考

static const __inline uint8_t SPI_DM9051_SendByte(uint8_t byte)
{
	/* 检查指定的SPI标志位设置与否:发送缓存空 */
	while (SPI_I2S_GetFlagStatus(DM9051_SPI, SPI_I2S_FLAG_TXE) == 0);

	/* 通过外设SPIx 发送一个数据 */
	SPI_I2S_SendData(DM9051_SPI, byte);

	/* 判断接收是否完成 */
	while (SPI_I2S_GetFlagStatus(DM9051_SPI, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == 0);

	/* 返回通过SPIx最近接收的数据 */
	return SPI_I2S_ReceiveData(DM9051_SPI);
}

在撰写完SPI读写一个字节程序后，即可撰写MCU 读写DM9051 Register和Memory function。

    b. MCU读取DM9051 Register

uint8_t DM9051_Read_Reg(uint8_t Reg_Off)
{
	 uint8_t spi_data;

	 #ifdef DM9051_INT	
	 /* 关闭 MCU 所有Interrupt */
	 INT_ALL_DISABLE();
	 #endif //DM9051_INT

	 /* 使能 SPI CSS，SPI 开始送收*/
	 SPI_DM9051_CS_LOW();	

	 /* SPI transfer DM9051 Read-Command and Reg. offset. */
	 SPI_DM9051_SendByte(Reg_Off);	
	 /* Dummy for read register value. */
	 spi_data = SPI_DM9051_SendByte(0x0);

	 /* 禁止 SPI CSS，完成操作*/
	 SPI_DM9051_CS_HIGH();

	 #ifdef DM9051_INT		
	 /* 打开 MCU 所有Interrupt */	 
	 INT_ALL_ENABLE();
	 #endif // DM9051_INT	
	 return spi_data;
}

    c. MCU写入DM9051 Register

 
void DM9051_Write_Reg(uint8_t Reg_Off, uint8_t spi_data)
{
	uint8_t cmdaddr;
	cmdaddr = (Reg_Off | 0x80);

	#ifdef DM9051_INT
	/* 关闭 MCU 所有Interrupt */
	INT_ALL_DISABLE();
	#endif //DM9051_INT	

	/* 使能 SPI CSS，SPI 开始送收*/
	SPI_DM9051_CS_LOW();

	/* SPI transfer DM9051 Read-Command and Reg. offset. */
	SPI_DM9051_SendByte(cmdaddr);

	/* SPI1 写操作数据 */
	SPI_DM9051_SendByte(spi_data);

	/* 禁止 SPI CSS，完成操作*/
	SPI_DM9051_CS_HIGH();

	#ifdef DM9051_INT
	/* 打开 MCU 所有Interrupt */
	INT_ALL_ENABLE();
	#endif //DM9051_INT

	return;
}

d. MCU 读取DM9051 Memory

void DM9051_Read_Mem(uint8_t* pu8data, uint16_t datalen)
{
	uint32_t i;
	uint8_t burstcmd = SPI_RD_BURST; // Read SPI_Data_Array back from the slave

	#ifdef DM9051_INT
	INT_ALL_DISABLE();
	#endif //DM9051_INT

	/* 使能 SPI CSS，SPI 开始送收*/
	SPI_DM9051_CS_LOW();
	/* 发送读取指令 */	
	SPI_DM9051_SendByte(burstcmd);
	/* 读取接收缓存数据 */
	for(i=0; i < datalen; i++) {
		pu8data[i] = SPI_DM9051_SendByte(0x0);
	}	
	/* 禁止 SPI CSS，完成操作*/	
	SPI_DM9051_CS_HIGH();	

	#ifdef DM9051_INT	
	INT_ALL_ENABLE();
	#endif //DM9051_INT
}

e. MCU 写入DM9051 Memory

void DM9051_Write_Mem(uint8_t* pu8data, uint16_t datalen)
{
	uint32_t i;	
	uint8_t burstcmd = SPI_WR_BURST; // Send the array to the slave

	#ifdef DM9051_INT
	INT_ALL_DISABLE();
	#endif // DM9051_INT	

	/* 使能 SPI CSS，SPI 开始送收*/
	SPI_DM9051_CS_LOW();
	/* 发送写入指令 */	
	SPI_DM9051_SendByte(burstcmd);
	/* 发送写入缓存资料 */	
	for(i=0; i< datalen; i++) {
		SPI_DM9051_SendByte(pu8data[i]);
	}
	/* 禁止 SPI CSS，完成操作*/
	SPI_DM9051_CS_HIGH();

	#ifdef DM9051_INT	
	INT_ALL_ENABLE();
	#endif //DM9051_INT
}
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一、DM9051NP 介紹

DM9051NP SPI接口以太网模块是联杰国际(DAVICOM)为了方便嵌入式ARM、MCU单片机系统进行以太网通信而开发出的解决方案。DM9051NP芯片是带有行业标准串行外设接口（Serial Peripheral Interface，SPI）的独立以太网控制器。DM9051NP符合IEEE 802.3 规范，支持以DMA 模式来传输，以实现数据传送快速。DM9051NP通过1个中断引脚和SPI接口来进行与主控制器MCU单片机的通信，数据传输规格为10/100 M。

・Package:32支接脚封装,QFN.
・IEEE 802.3az Energy Efficient Ethernet (EEE)
・Built-in integrated 3.3V to 1.8V regulator
・远程唤醒 (WOL)
・并行线/交叉线自动切换 HP Auto-MDIX
・Support 光口界面
・具有16KB SRAM静态随机存取记忆
・EMI (Class B) and HBM ESD Rating 8KV
・工业温度规范: –40℃ to +85℃
・功耗：（100/10 M） => 429/561 mW
・连续工作温度<60℃

二、DM9051NP 介紹

由于DM9051NP以太网口芯片采用的是SPI串行接口模式，其对内部寄存器读写的规则是先发操作码bit 7 (set 0 or 1) + 寄存器地址<后7bit>，再发送欲操作数据(bit 0~8)。通过不同操作码来判别操作时读寄存器(缓存区)还是写寄存器(缓冲区)或是其它。

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