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1、单片机驱动 DM9000 网卡芯片 下 网络方面2010-01-31 23:25:00 阅读 96 评论 0 字号：大中小订阅4、验证初始化中的各个函数。下面我们来看一下，上面所写的初始化函数是否可用。以上我们写好了三个函数，分别为DM9000_init()，sendpacket()和 receivepacket()，保存并命名为dm9000.c 。既然我们要进行调试，当然要有结果输出，根据自己的处理器的情况写一个串口程序，这些函数是学某个单片机的基础，这里不做详细介绍，用到是时候会在函数里注释一下。接下来我们来写个主函数，新建C文件，命名为mian.c ，填写如下函数：void main(v
2、oid) unsigned int i; unsigned char c; uart0_init();/初始化串口，调试时用到 DM9000_init();/初始化网卡 print_regs();/*通过串口，将 DM9000中的寄存器打印出来，显示在超级终端上。此函数根据自己的处理器进行修改，功能仅仅是读DM9000寄存器 dm9000_reg_read()，再通过串口打印出来而已*/名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 11 页 - - - - - - -
3、- - 函数写好，保存文件，连接硬件，连接网线到电脑上或局域网上，运行结果如下图所示：图 4 显示寄存器值这里首先检查，各个控制寄存器是否是自己写进去的值，在检查状态寄存器是否正确，其中主要要看 NSR寄存器的 bit6是否为“ 1”，该位表示是否连接成功。本例中NSR的值为 40H，括号里的数为对应的十进制数。下面我们将主函数改进一下，增加个中断接收函数，查看是否能接收到数据。void main(void) unsigned int i; unsigned char c; uart0_init();/初始化串口，调试时用到名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - -
4、- - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 11 页 - - - - - - - - - DM9000_init();/初始化网卡/*/* 这一部分要根据自己的处理器情况，将DM9000的 INT 引脚连接到处理器的外部中断上，打开中断 */*/ sendpacket(60);/*我事先已经在Buffer中存储了 ARP请求数据包，这里就直接发送了，以便接收ARP应答包。大家可以先参考后面讲的ARP协议，根据自己机器的情况， 将数据事先存到Buffer中*/ while(1);/等待中断void int_issue(void) /中断处
5、理函数，需要根据自己的处理器进行设置 unsigned int i; i = receivepacket(Buffer);/将数据读取到Buffer中。int_again : if(i = 0) return; else print_buffer();/将接收到的所有数据打印出来 while(1);/停止在这里等待观察，注意：实际应用中是不允许停止在中断中的。 /*/* 这里加上这一段，目的是判断中断期间是否接收到其它数据包。有则加以处理。不加也完全可以*/* 根据自己的处理器，判断处理器是否还处在中断状态，若是则进行如下操作，不是则跳过该段。 */ i = receivepacket(Buf
6、fer);名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 11 页 - - - - - - - - - if(i != 0) goto int_again; /*/编译调试，运行结果如下：图 5 接收数据包中的数据这是一个 ARP应答包，包含了我电脑上的MAC地址和局域网内的IP 地址。反正我也不是啥重要人物，这里就不保密了，呵呵。如果一些顺利，到这里对DM9000网卡芯片的初始化工作就完成了。如果出现问题，首先要名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - -
7、- - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 11 页 - - - - - - - - - 检查寄存器的值是否正确。可以将DM9000中的寄存器打印出来，查看到底是哪里的问题。如果打印出的值很混乱，在确保串口程序无误的前提下，查看硬件连接，以及寄存器读写时序是否正确，重复调试几次查找原因。三、 ARP 协议的实现 1、ARP协议原理简述 ARP协议（ Address Resolution Protocol 地址解析协议），在局域网中，网络中实际传输的是“帧”，帧里面有目标主机的MAC 地址。在以太网中，一个注意要和另一个主机进
8、行直接通信，必须要知道目标主机的MAC地址。这个MAC地址就是标识我们的网卡芯片唯一性的地址。但这个目标MAC地址是如何获得的呢？这就用到了我们这里讲到的地址解析协议。所有“地址解析”，就是主机在发送帧前将目标 IP 地址转换成MAC地址的过程。 ARP协议的基本功能就是通过目标设备的IP 地址，查询目标设备的 MAC地址，以保证通信的顺利进行。所以在第一次通信前，我们知道目标机的IP 地址，想要获知目标机的MAC地址，就要发送ARP报文（即ARP数据包）。它的传输过程简单的说就是：我知道目标机的IP 地址，那么我就向网络中所有的机器发送一个ARP请求，请求中有目标机的IP 地址，请求的意思是
9、目标机要是收到了此请求，就把你的MAC地址告诉我。如果目标机不存在，那么此请求自然不会有人回应。若目标机接收到了此请求，它就会发送一个ARP应答，这个应答是明确发给请求者的，应答中有MAC地址。我接到了这个应答，我就知道了目标机的MAC地址，就可以进行以后的通信了。因为每次通信都要用到 MAC地址。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 11 页 - - - - - - - - - ARP报文被封装在以太网帧头部中传输，如图为ARP请求报文的头部格式。图 6 用于
10、以太网的ARP请求或应答分组格式注意，以太网的传输存储是“大端格式”，即先发送高字节后发送低字节。例如，两个字节的数据，先发送高8 位后发送低8 位。所以接收数据的时候要注意存储顺序。整个报文分成两部分，以太网首部和ARP请求 / 应答。下面挑重点讲述。“以太网目的地址”字段：若是发送ARP请求，应填写广播类型的MAC地址 FF-FF-FF-FF-FF-FF ，意思是让网络上的所有机器接收到；“帧类型”字段：填写08-06 表示次报文是ARP协议；“硬件类型”字段：填写00-01 表示以太网地址，即MAC地址；“协议类型”字段：填写08-00 表示 IP ，即通过IP 地址查询MAC地址；“硬
11、件地址长度”字段：MAC地址长度为6（以字节为单位）；“协议地址长度”字段：IP 地址长度为4（以字节为单位）；“操作类型”字段：ARP数据包类型，0 表示 ARP请求， 1 表示 ARP应答；“目的以太网地址”字段：若是发送ARP请求，这里是需要目标机填充的。 2、ARP的处理程序 ARP协议原理很简单，下面我们来编写ARP协议的处理函数。新建文件命名为arp.c ，填写如下函数：unsigned char mac_addr6 = *，*，* ，* ，*，*;unsigned char ip_addr4 = 192, 168, *, * ;unsigned char host_ip_addr
12、4 = 192, 168, *, * ;unsigned char host_mac_addr6= 0 xff, 0 xff, 0 xff, 0 xff, 0 xff, 0 xff ; unsigned char Buffer1000;uint16 packet_len;名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 11 页 - - - - - - - - - /* 这些全局变量，在前面将的文件中有些已经有过定义，这里要注意在前面加上“extern ”关键字。“*”应该
13、根据自己的机器修改*/#define HON(n) (uint16)(n) & 0 xff) 8)/* 此宏定义是将小端格式存储的字（两个字节）转换成大端格式存储*/void arp_request(void) /发送 ARP请求数据包/ 以太网首部memcpy(ARPBUF-ethhdr.d_mac, host_mac_addr, 6);/* 字符串拷贝函数，文件要包含头文件。参数依次是，拷贝目标指针，拷贝数据源指针，拷贝字符数 */memcpy(ARPBUF-ethhdr.s_mac, mac_addr, 6);ARPBUF-ethhdr.type = HON( 0 x0806 );/*
14、小端格式的编译器，可以用HON()宏来转换成大端格式，如果你的编译器是大端格式，直接填写0 x0806 即可 */* 就是简单的按照协议格式填充，以下同*/ARP 首部ARPBUF-hwtype = HON( 1 );ARPBUF-protocol = HON( 0 x0800 );ARPBUF-hwlen = 6;ARPBUF-protolen = 4;ARPBUF-opcode = HON( 0 );memcpy(ARPBUF-smac, mac_addr, 6);memcpy(ARPBUF-sipaddr, ip_addr, 4);memcpy(ARPBUF-dipaddr, host_
15、ip_addr, 4);packet_len = 42;/14+28=42sendpacket( Buffer, packet_len );名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 11 页 - - - - - - - - - 注释：ARPBUF的宏定义和ARP首部结构，在前面已经讲过。同时注意执行该函数时中断的处理。这里没作处理。看上去很 easy 吧，下面函数实现接收ARP请求或接收ARP应答的处理。unsigned char arp_process(void)
16、/ARP接收函数，成功返回1，否则返回0/ 简单判断 ARP数据包有无损坏, 有损坏则丢弃, 不予处理if( packet_len opcode ) ) case 0 : /处理 ARP请求 if( ARPBUF-dipaddr0 = ip_addr0 & ARPBUF-dipaddr1 = ip_addr1 & ARPBUF-dipaddr2 = ip_addr2 & ARPBUF-dipaddr3 = ip_addr3 )/判断是否是自己的IP ，是否向自己询问MAC地址。 ARPBUF-opcode = HON( 2 );/设置为 ARP应答 memcpy(ARPBUF-dmac, AR
17、PBUF-smac, 6); memcpy(ARPBUF-ethhdr.d_mac, ARPBUF-smac, 6); memcpy(ARPBUF-smac, mac_addr, 6); memcpy(ARPBUF-ethhdr.s_mac, mac_addr, 6); memcpy(ARPBUF-dipaddr, ARPBUF-sipaddr, 4); memcpy(ARPBUF-sipaddr, ip_addr, 4); ARPBUF-ethhdr.type = HON( 0 x0806 ); packet_len = 42; sendpacket( Buffer, packet_len
18、);/发送 ARP数据包名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 11 页 - - - - - - - - - return 1; else return 0; break; case 1 : /处理 ARP应答 if( ARPBUF-dipaddr0 = ip_addr0 & ARPBUF-dipaddr1 = ip_addr1 & ARPBUF-dipaddr2 = ip_addr2 & ARPBUF-dipaddr3 = ip_addr3 )/再次判断 IP，
19、是否是给自己的应答 memcpy(host_mac_addr, ARPBUF-smac, 6);/保存服务器MAC地址 return 1; else return 0; break;default :/不是 ARP协议 return 0;根据 ARP协议格式看这两个函数并不困难。于是我们又得到两个函数：arp_request()和arp_process()。 3、ARP程序调试下面我们修改主函数和中断处理函数。将 mian() 函数中的“ sendpacket(60);”语句换成“ arp_request();”语句。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - -
20、 - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 11 页 - - - - - - - - - void int_issue(void) /中断处理函数，需要根据自己的处理器进行设置 unsigned int i; i = receivepacket(Buffer);/将数据读取到Buffer中。 if(i = 0) return; else i = arp_process(); if(i = 1)/判断是否是ARP协议 print_hostmacaddr();/打印目标机的MAC 地址，就是用串口打印host_mac_addr中的 6个字节 保存
21、运行调试。图 7 主机 MAC地址至此，关于DM9000的调试过程就完成了。之后我还调试了UDP通讯、 TCP通讯等，主要是关于协议的处理了，这里就不介绍了。有兴趣的朋友可以参看TCP/IP 协议第一卷，将会有很大帮助。希望这些调试过程能为读者或多或少的提供些有用的信息，也欢迎大家和我一起讨论。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 11 页 - - - - - - - - - 我的 Email ：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 11 页 - - - - - - - - -