3  嵌入式设备网络互连设计方案
3.1  电路原理设计

c8051f020是美国cygnal公司推出的一种混合信号soc型8位单片机，它是一种完全集成的混合信号系统级芯片，具有与8051兼容的微控制器内核，与mcs-51指令集完全兼容。内核采用流水线结构，机器周期由标准的12个系统时钟周期降为1个系统时钟周期，70%指令的执行时间为1个或2个系统时钟周期，处理能力大大提高，峰值性能可达25mips。
      同时，除具有标准8051的数字外设部件外，c8051- f020片内还集成了构成一个单片机数据采集、控制系统所需要的几乎所有模拟、数字外设及其他功能部件。这些外设或功能部件包括:用于多种模拟信号的模拟多路选择器、真正12位转换精度的adc，还有能满足特殊功能所需的smbus（i2c兼容）、uart、spi、多个多功能计数器/定时器、以及看门狗定时器（wdt）和电源监视器等数字外设。
      c8051f020具有100脚的tqfp封装，功耗低，供电电压为2.7～3.3v，全部i/o、rst、jtag引脚均耐5v电压。其mcu具有p0～p7共64个通用i/o端口，每个端口引脚都可以被配置为推挽输出或漏级开路输出。对于rtl8019as，由于其工作电压是5v，而c8051f020的工作电压是3.3v，所以要c8051f020的输出能更好地驱动5v输入的oled，需要对系统进行额外配置。除了将对应端口的输出方式设置为“漏极开路”外，还应在电路上将每个端口通过一个上拉电阻接到5v电源，这样可以保证c8051f020的逻辑“1”输出能够被提升到5v。
      单片机采用c8051f020芯片，以查询工作方式不断读取rtl8019as状态寄存器。以远程dma方式发送或读取rtl8019as的数据。详见图3。
      由于网络控制器具有 ethernet（ieee802.3）协议处理功能，系统便可直接rj45连接到以太网（再通过以太网接入 internet）。本文所设计的系统中选用的rj45连接器为lf1s022，它已经具有电平转换功能，简化了 pcb设计。值得注意的是，设计pcb时，rj45连接器不能与cpu和网络芯片相距太远，以免对数据传输造成影响。
      rtl8019as的tpin+（59脚）, tpin-（58脚）脚是tp 的一对输入脚，能以10mbits/s 的速率从双绞线接收差分曼彻斯特编码的数据。tpout+（45脚）、tpout-（46脚）是一对曼彻斯特编码的差分tp输出信号。为了防止双绞线超载，该输出信号会被提前中断，这样可以减少拥塞。连接时，这四个管脚分别接到 lf1s022的7、6、5、4脚。连接器的其他管脚都通过一个电容与地连接。最后，还必须在50、51脚之间接入一个20mhz的晶体振荡器。
      图3中扩展的rj45口接入互联网，rtl8019as通过本地dma方式将接收到的数据送到片内sram，或者从片内sram读取数据从rj45口发送出去。

网卡的复位信号rstdrv由单片机的p5.2产生，rstdrv为高电平有效，至少需要800ns的宽度。由p5.2引脚产生一个1μs以上的高电平就可以使rtl- 8019as芯片复位。
      rstdrv从高电平到低电平之后要等多久，单片机才可以对网卡进行操作？复位的过程将执行一些操作，比如将内部寄存器初始化等。这些至少需要2ms的时间。为确保完全复位，应该等待更久的时间之后才对网卡操作，比如100ms之后才对它操作。
      对rstdrv可以接单片机的一个i/o口线进行网卡的复位，也可以直接将rstdrv跟单片机的reset引脚并联，单片机复位的时候，网卡也复位，以减少一个单片机的引脚使用。
3.2  网卡的初始化