以太网控制器 - 基于CC2430的城市车辆限行系统

　　以太网数据传输部分，选用Realtek公司的RTL8019AD以太网控制器，性能优良、价格低廉，在市场上占有相当大的比例。其主要性能如下：

　　(1)符合EthernetⅡ与IEEE 802.3(10Base5，10Base2，10BaseT)标准;

　　(2)全双工，收发可同时达到10 Mb/s的速率;

　　(3)内置16 KB的SRAM，用于收发缓冲，降低对主处理器的速度要求;

　　(4)支持8/16位数据总线，8个中断申请线以及16个基地址选择;

　　(5)支持UTP，AUI，BNC自动检测，还支持对10BaseT拓扑结构的自动极性修正;

　　(6)允许4个诊断LED脚可编程输出;

　　(7)100脚的PQFP封装，缩小了PCB尺寸。

　　图5给出了8051单片机控制RTL8019AS的接口电路，实现与以太网通信，网络接口采用UTP RJ 45接口。用到的主要芯片有RTL8019AS，CSI93C46(64×16 b的E2PROM)，74HC573(8位锁存器)，62 256(32 KB的RAM)。

　　为分配好地址空间，采用对CSI93C46进行读(或写)操作来设置RTL8019AS的端口I/O基地址和以太网物理地址。CSI93C46是采用4线SPI串行接口的Serial E2PROM，容量为1 Kb，主要保存RTL8019AS的配置信息。RTL8019AS通过控制CSI93C46的CS，SK，DI引脚，通过ESDO接收CSI-93C46的DO引脚的状态。RTL8019AS复位后读取CSI93C46的内容并设置内部寄存器的值，如果CSI93C46中内容不正确，就无法正常工作。先通过编程器把配置好的数据写入CSI93C46，再焊入电路。

　　采用10BaseT布线标注通过双绞线进行以太网通信，而RTL8019AS内置了10BaseT收发器，所以网络接口的电路比较简单。外接一个隔离LPF滤波器0132，TPIN+/-为接收线，TPOUT+/-为发送线，经隔离后分别与RJ 45接口的RX+/-，TX+/-端相连。

　　时钟电路通过T1，T2接一个20 MHz晶振以及2个电容，实现全双工方式。

　　LED0，LED1各接一发光二极管以反映通信状态：LED0表示LED_COL，即通信有冲突;LED2表示LED_RX，即接收到网上的信息包。

　　2. 3 硬件传输性能及功耗

　　自由空间传播距离与发射功率、接收灵敏度以及所使用的载波频率有关，其数学表达式为：

　　式中：d为传播距离;Lp为自由空间损耗;c为光速;f为载波频率。由理论计算可知，CC2430最远识别距离可达1 500 m。实际中，由于外接干扰、障碍物遮挡和空气质量等因素影响，识别距离无法达理论长度。表1给出了利用CC2430实现远距离收发数据的测试结果。设数据包大小为32 B，数据速率为1 MHz。由电子标签到采集单元、和从采集单元到电子标签分别发送100个数据包，记录接收到正确数据包的数量。可见，在40 m以内的范围内，采集单元可以实现对车辆全部的识别，不会发生丢包现象。在实际使用中可能会遇到其他种种干扰，抗干扰能力是系统需要考虑的问题之一。

　　系统均选用较低功耗器件，电子标签中有源器件包括电压转换芯片、CC2430，它们的工作电流分别为3.5μA，27 mA(接收)/25 mA(发送)。且采用休眠-唤醒-休眠的工作方式，休眠时功耗更低。只需加装电池，即可满足3～5年的使用。实现低成本、低功耗、高性能的系统需求。

　　3 软件设计

　　软件设计分为CC2430进行无线收发部分和单片机控制以太网进行数据传输部分。软件设计的难点在于射频芯片数据的收发，下面主要介绍射频数据收发控制以及以太网数据传送控制，对这两方面的操作处理做简要分析。