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(void)
{
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();
}
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bit[6]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
DM9000_init();//初始化网卡
sendpacket(60);
while(1);//等待中断
}
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。
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。
}
i = receivepacket(Buffer);
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
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。
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_addr[6] = {*，*，*，*，*，*};
unsigned char ip_addr[4] = { 192, 168, *, * };
unsigned char host_ip_addr[4] = { 192, 168, *, * };
unsigned char host_mac_addr[6]={ 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff };
unsigned char Buffer[1000];
uint16 packet_len;
#define HON(n) ((((uint16)((n) & 0xff)) << 8) | (((n) & 0xff00) >> 8))
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);
memcpy(ARPBUF->ethhdr.s_mac, mac_addr, 6);
ARPBUF->ethhdr.type = HON( 0x0806 );
//ARP首部
ARPBUF->hwtype = HON( 1 );
ARPBUF->protocol = HON( 0x0800 );
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_ip_addr, 4);
packet_len = 42;//14+28=42
sendpacket( Buffer, packet_len );
}
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)//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 < 28 )//ARP数据长度为28字节为无效数据
{
return 0;
}
switch ( HON( ARPBUF->opcode ) )
{
case 0 : //处理ARP请求
if( ARPBUF->dipaddr[0] == ip_addr[0] &&
ARPBUF->dipaddr[1] == ip_addr[1] &&
ARPBUF->dipaddr[2] == ip_addr[2] &&
ARPBUF->dipaddr[3] == ip_addr[3] )//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, ARPBUF->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( 0x0806 );
packet_len = 42;
sendpacket( Buffer, packet_len );//发送ARP数据包
return 1;
}
else
{
return 0;
}
break;
case 1 : //处理ARP应答
if( ARPBUF->dipaddr[0] == ip_addr[0] &&
ARPBUF->dipaddr[1] == ip_addr[1] &&
ARPBUF->dipaddr[2] == ip_addr[2] &&
ARPBUF->dipaddr[3] == ip_addr[3] )//再次判断IP，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。
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。
//dm9000.c
#include "dm9000.h"
#include "2440lib.h"
#include "string.h"
#include "2440addr.h"
unsigned char mac[6]={0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06};
U8 buffer[1000];
unsigned char arp[60]=
{
0x6c,0xf0,0x49,0xc4,0x05,0x5a,
0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06, //源MAC地址
0x08,0x06, //帧类型
0x00,0x01, //硬件类型
0x08,0x00, //协议类型
0x06, // 硬件地址长度
0x04, //协议地址长度
0x00,0x01,
0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06, //发送端MAC地址
59,69,64,200, //IP
0x6c,0xf0,0x49,0xc4,0x05,0x5a,
59,69,64,219 //IP
};
void delay_us(int d) //1us
{
int i;
while(d--)
for(i=0;i<77;i++);
}
void dm9000_write(unsigned char reg, unsigned char data)
{
delay_us(20);//之前定义的微妙级延时函数，这里延时20us
DM_ADD = reg;//将寄存器地址写到INDEX端口
delay_us(20);
DM_CMD = data;//将数据写到DATA端口，即写进寄存器
}
unsigned char dm9000_read(unsigned char reg)
{
delay_us(20);
DM_ADD = reg;
delay_us(20);
return (unsigned char)DM_CMD;//将数据从寄存器中读出
}
U16 dm9000_read16(unsigned char reg)
{
delay_us(20);
DM_ADD = reg;
delay_us(20);
return (U16)DM_CMD;//将数据从寄存器中读出
}
void dm9000_reset(void)
{
// delay_us(40);//之前定义的微妙级延时函数，这里延时20us
DM_ADD = DM9000_NCR;//将寄存器地址写到INDEX端口
delay_us(200);
DM_CMD = NCR_RST;//将数据写到DATA端口，即写进寄存器
delay_us(200);
}
void __irq dm9000_int(void)
{
if(rINTPND==BIT_EINT4_7)
{
ClearPending(BIT_EINT4_7);
if(rEINTPEND&(1<<7))
{
Uart_Printf("DM9000!!!n");
dm9000_receive(buffer);
// dm9000_write(DM9000_ISR, 0x01);
rEINTPEND |= 1<<7;
}
}
}
void IOSetInit(void)
{
// rGPFCON = (rGPFCON & (~(0x03<<14))) | (0x02<<14); //GPF7设置为EINT7
rGPFCON&=~(3<<14);
rGPFCON|=2<<14;
rEXTINT0 &= ~(7<<28);
rEXTINT0 |= (6<<28); //set eint7 falling edge int
rEINTPEND |= 1<<7; //clear eint7
rEINTMASK &= ~(1<<7); //enable eint11,19
ClearPending(BIT_EINT4_7);
pISR_EINT4_7 = (U32)dm9000_int;
EnableIrq(BIT_EINT4_7);
}
void __irq Key_ISR(void)
{
if(rINTPND==BIT_EINT8_23)
{
ClearPending(BIT_EINT8_23);
if(rEINTPEND&(1<<8))
{
Uart_Printf("eint8n");
rEINTPEND |= 1<< 8;
}
}
}
void keyinit(void)
{
rGPGCON&=~(3<<0); //设置引脚
rGPGCON|=2<<0; //引脚为EINT8
rEXTINT1&=~(7<<0); //设置ENIT8 触发方式
rEXTINT1|=(2<<0); //为下降沿触发
rEINTPEND |= (1<<8); //写1清除中断标志 1：中断触发
rEINTMASK &= ~(1<<8); //允许中断EINT8
ClearPending(BIT_EINT8_23);
pISR_EINT8_23 = (U32)Key_ISR;
EnableIrq(BIT_EINT8_23);
}
void dm9000_init(void)
{
int i;
// dm9000_reset();
IOSetInit();
dm9000_write(DM9000_GPCR, 0x01); //设置 GPCR(1EH) bit[0]=1，使DM9000的GPIO3为输出。
dm9000_write(DM9000_GPR, 0x00); //GPR bit[0]=0 使DM9000的GPIO3输出为低以激活内部PHY。
delay_us(5000);//延时2ms以上等待PHY上电。
dm9000_write(DM9000_NCR, 0x03);//软件复位
delay_us(50);//延时20us以上等待软件复位完成
dm9000_write(DM9000_NCR, 0x00);//复位完成，设置正常工作模式。
dm9000_write(DM9000_NCR, 0x03);//第二次软件复位，为了确保软件复位完全成功。此步骤是必要的
delay_us(50);
dm9000_write(DM9000_NCR, 0x00);
dm9000_write(DM9000_NSR, 0x2c);//清除各种状态标志位
dm9000_write(DM9000_ISR, 0x3f);//清除所有中断标志位
dm9000_write(DM9000_RCR, 0x39);//接收控制
dm9000_write(DM9000_TCR, 0x00);//发送控制
dm9000_write(DM9000_BPTR, 0x3f);
dm9000_write(DM9000_FCTR, 0x3a);
dm9000_write(DM9000_FCR, 0xff); //0x0a接收/发送溢出控制寄存器（RX/TX Flow Control Register）
dm9000_write(DM9000_SMCR, 0x00);
for(i=0; i<6; i++)
dm9000_write(DM9000_PAR + i, mac[i]);//mac_addr[]自己定义一下吧，6个字节的MAC地址
dm9000_write(DM9000_NSR, 0x2c);
dm9000_write(DM9000_ISR, 0x3f);
dm9000_write(DM9000_IMR, 0x81);
}
void dm9000_send(U8 *buffer,U16 length)
{
int i;
dm9000_write(DM9000_TXPLH, (length>>8) & 0xff);
dm9000_write(DM9000_TXPLL, length & 0xff);
DM_ADD = DM9000_MWCMD;//这里的写法是针对有总线接口的处理器，没有总线接口的处理器要注意加上时序。
for(i=0; i<length; i+=2)//16 bit mode
{
delay_us(20);
DM_CMD = buffer[i]|(buffer[i+1]<<8);
}
dm9000_write(DM9000_TCR, 0x01); // 设置传送标志位，启动数据发送：
while((dm9000_read(DM9000_TCR) & 0x01)!=0);//等待数据发送完成 when send completed, TCR bits0 will set to 0
// while((dm9000_read(DM9000_NSR)&0x0c) == 0) //check again
dm9000_write(DM9000_NSR, 0x2c); //清除状态寄存器，由于发送数据没有设置中断，因此不必处理中断标志位
dm9000_write(DM9000_IMR, 0x81); //DM9000网卡的接收中断使能
delay_us(20);
// Uart_Printf("send!!!n");
}
U16 dm9000_receive(U8 *data)
{
U16 status=0,len=0,i,tem;
U8 ready=0;
if(dm9000_read(DM9000_ISR) & 0x01)
{
dm9000_write(DM9000_ISR, 0x01);
}
ready = dm9000_read(DM9000_MRCMDX); // 第一次读取，一般读取到的是 00H
if(ready!=0x01)
{
ready = dm9000_read(DM9000_MRCMDX); // 第二次读取
if(ready!=0x01) //若第二次读取到的不是 01H 或 00H ，则表示没有初始化成功
{
dm9000_write(DM9000_IMR, 0x80);//屏幕网卡中断
dm9000_init();//重新初始化
dm9000_write(DM9000_IMR, 0x81);//打开网卡中断
Uart_Printf("Init failed!!n");
return 0;
}
}
if(ready==0)
return 0;
status = dm9000_read16(DM9000_MRCMD);
delay_us(20);
len = DM_CMD;
Uart_Printf("length=:%dn",len);
for(i=0;i<len;i+=2)
{
delay_us(20);
tem = DM_CMD;
data[i] = tem & 0x0ff;
data[i+1] = (tem >>8)&0x0ff;
}
Uart_Printf("data:");
for(i=0;i<len;i++)
Uart_Printf("%2x ",data[i]);
return len;
}
void dm9000_arp(void)
{
dm9000_send(arp,60);
}
void read_reg(void)
{
int i;
Uart_Printf("DM9000_NCR:%xn",dm9000_read(DM9000_NCR));
Uart_Printf("DM9000_NSR:%xn",dm9000_read(DM9000_NSR));
Uart_Printf("DM9000_TCR:%xn",dm9000_read(DM9000_TCR));
Uart_Printf("DM9000_RCR:%xn",dm9000_read(DM9000_RCR));
Uart_Printf("DM9000_RSR:%xn",dm9000_read(DM9000_RSR));
Uart_Printf("DM9000_BPTR:%xn",dm9000_read(DM9000_BPTR));
Uart_Printf("DM9000_FCTR:%xn",dm9000_read(DM9000_FCTR));
Uart_Printf("DM9000_FCR:%xn",dm9000_read(DM9000_FCR));
Uart_Printf("DM9000_GPCR:%xn",dm9000_read(DM9000_GPCR));
Uart_Printf("DM9000_IMR:%xn",dm9000_read(DM9000_IMR));
Uart_Printf("DM9000_PIDL:%xn",dm9000_read(DM9000_PIDL));
Uart_Printf("DM9000_PIDH:%xn",dm9000_read(DM9000_PIDH));
Uart_Printf("MAC:");
for(i=0;i<6;i++)
Uart_Printf("%x ",dm9000_read(DM9000_PAR + i));
}
