随着互联网的出现和以太网的迅速发展，基于以太网的设备控制越来越多，发展也越来越快。目前，以太网(etimmet)已经广泛地应用于各种计算机网络，通过以太网及tcp／ip协议栈可以使不同的网络设备实现互连、交换数据。

　　用以太网实现嵌入式系统的网络连接有多种方案。传统的多器件以太网连接方案是通过mcu扩展以太网控制器来实现的，必要时还需要扩展外部ram和rom。虽然这种方案应用起来不是很困难，但所用外部元件数量较多，系统开销较大。稳定性不高。为了解决传统方案的不足，本文讨论以集成以太网mac层和物理层的16位单片机mc9s12ne64来实现单器件以太网连接。与多器件方案相比．单器件连接方案具有所用外部元件少、系统开销小、稳定性高、设计时间短等一系列优点。

　　2 mc9s12ne64简介

　　mc9s12ne64是freescale公司生产的基于hcsl2 cpu内核的16位单片机，利用它可以方便地实现单器件以太网连接，构成一个完整的终端节点。mc9s12ne64的内部功能模块框图如图1所示，主要特性如下：

　　采用高性能16位hcsl2cpu内核，3．3

　　带有片上调试接口，可以进行实时在线仿真和调试，而无需仿真器。

　　集成了64kb的nash内存和8kb的静态ram，能够满足大多数的应用场合。如果需要还可进行外部扩展。

　　集成了10／100mbps以太网媒介访问控制器(emac)，内置标准的媒介独立接口(mii)，可以实现地址识别及过滤、以太类型过滤，支持半双工和全双工通信，具有和8kb ram共用可配置的emac缓冲区，包括一个发送缓冲区和两个接收缓冲区，mc9s12ne64的ram以2倍于cpu的速度运行，使得cpu和emac缓冲区可以交叉存取数据。

　　集成了10／100mbps以太网物理层(ephy)，支持自动协商模式，支持半双工和全双工的通信。并具有自诊断功能。

　　带有8通道10位模数转换器fadc)、4通道16位定时器、2个串行通信接口(sci)，1个高速串行外设接口(spi)、1个具有256种时钟速度选项的i2c接口，具备使用锁相回路的时钟及复位发生器(crg)模块，有多达70个通用i／o口。具有80引脚tqfp-ep和112引脚lqfp两种封装。

　　3 mc9s12ne64的简单应用

　　3．1 硬件设计

　　利用mc9s12ne64可以构成不同功能的网络终端节点，如网络服务器、带因特网功能的设备、远程监控(数据采集，诊断)、对现场设备的远程控制、远程设备通过电子邮件或文字寻呼机发送消息等。

　　基于mc9s12ne64最少外围器件的系统硬件电路原理图如图2所示。此最小系统由80引脚的mc9s12ne64与外围器件组成，电路中带有背景调试接头j1；5个led状态指示灯(分别用来显示网络连接状态，包括ephy是否冲突、连接是否建立、是否接收数据、连接速度、双工模式)；必需的偏置电阻r5；高速局域网电磁隔离模块(即rj45以太网接口)。其中phy_txp和phy_txn为发送线，phy_rxp和pgy_rxn为接收线。设计时，mc9s12ne64的物理端口与隔离变压器连接时必须符合ieee802.3对物理层规范的要求，如rj45的插孔与隔离变压器的间隔应尽量小，输出和输入差分信号对的走线要很好的隔离，确保电源的额定负载电流不小于300ma。设计时还应注意系统时钟的要求，mc9s12ne64只支持皮尔斯型振荡电路，晶振的精度应高于25ppm。系统中mc9s12ne64工作在正常的单片模式，其内部稳压电源处于工作状态。

　　3．2 mc9s12ne64的初始化

　　mc9s12ne64单片机在工作之前。必须进行必要的初始化。主要包括时钟及复位发生器(crg)模块、emac模块、ephy模块等。虽然mc9s12ne64上的emac和ephy被设计为两个独立的模块，但如果用到内部的ephy，则emac和ephy必须同时进行初始化。

　　mc9s12ne64的初始化过程如下：

　　(1)初始化时钟及复位发生器模块来产生25mhz的内部总线时钟，这一过程通过设置时钟及复位发生器(crg)模块的寄存器表来完成。

　　(2)设置ephyctl0寄存器的dis10和dis100位为1，使ephy时钟无效，直到emac和ephy配置完毕。

　　(3)通过ephyctl1寄存器的：ephyadd0、e-phyadd1、ephyadd2、ephyadd3、ephyadd4来配置mii请求的ephy地址。

(4)配置自动协商模式。设置ephyctl0寄存器的andis位为0．使用自动协商模式。

　　(5)设置ephyctl0寄存器的leden位为1允许ephy驱动led信号。设置ephyctl0寄存