以太网转串口方案总结

在常用的接口设计中，通常MCU只有串口而没有以太网口，但以太网口往往又很实用，因此需要通过转接的方式来实现，以下总结了几种常见的转换方案，仅供大家参考：
在选择时，需要注意选择的控制器是否***集成TCP/IP 协议栈***
目前单片机联网方式主要有以下三种：

①单片机自带MAC，需外加PHY（比如DM9162等），单片机需处理TCP/IP协议栈，也有单片机自带了MAC和PHY，就无需外加芯片。

②单片机未带MAC，需外加网络接口芯片（包含MAC和PHY，比如DM9000、ENC28J60等），需单片机处理TCP/IP协议栈。

③普通单片机，外加TCP/IP协议栈芯片（包含MAC+PHY+TCP/IP协议栈）。单片机消耗资源极少，无需详细了解TCP/IP协议栈，开发方便。如W5500，CH9121，CH395。
综上所述①、②方式相对复杂，需要详细了解TCP/IP协议栈的相关知识，开饭周期长，本章主要以TCP/IP协议栈芯片为主。

一、W5500以太网转SPI

1.W5500简介

W5500 芯片是一款集成全硬件 TCP/IP 协议栈的嵌入式以太网控制器，同时也是一颗工业级以太网控制芯片。 是韩国WIZnet（微知纳特）发布全硬件TCP/IP协议栈以太网接口芯片。
W5500 支持高速标准4线SPI接口与主机进行通信，该 SPI 速率理论上可以达到 80MHz。其内部还集成了以太网数据链路层（MAC）和10BaseT/100BaseTX 以太网物理层（PHY），支持自动协商（10/100-Based全双工/半双工）、掉电模式和网络唤醒功能。与传统软件协议栈不同，W5500内嵌的8个独立硬件 Socket 可以进行8路独立通信，该8路Socket的通信效率互不影响，可以通过 W5500 片上32K 字节的收/发缓存灵活定义各个Socket的大小。

2.W5500特点

●全硬件TCPIP协议栈

• 支持TCP,UDP,ICMP,IPv4,ARP,IGMP,PPPoE协议
• 硬件协议栈不受网络攻击，安全稳定
  ●8个独立的硬件Socket，各路通信互不影响
  ●32KB片上缓存供TCP/IP包处理
  ●集成802.3以太网MAC
  ●集成10BaseT / 100Base-T以太网PHY
  ●主机接口:SPI高速串行外设接口（最高80Mhz ）
  ●低功耗，工作温度40℃左右
  ●支持嵌入式操作系统：Linux & RTOS
  ●支持掉电模式 & UDP网络唤醒
  ●工作电压3.3V，I/O 5V耐压
  ●支持自动协商（全/半双工，10M/100M)
  ●48Pin LQFP无铅封装（7x7mm, 0.5mm针间距）

3.W5500以太网芯片内核

4.典型应用

二、CH9121以太网转UART

1.CH9121简介

CH9121 集成TCP/IP 协议栈，可实现网络数据包和串口数据的双向透明传输，具有TCPCLIENT、TCP SERVER、UDP 3 种工作模式，串口波特率最高可支持到921600bps，可通过上位机软件轻松配置，方便快捷。

2.CH9121特点

● 内部自带以太网介质传输层(MAC)和物理层(PHY)。
●实现串口数据和网络数据的双向透明传输。
●支持10/100M，全双工/半双工自适应以太网接口，兼容IEEE 802.3 协议。
●支持MDI/MDIX 线路自动转换。
● 工作模式支持TCP CLIENT、TCP SERVER 和UDP 模式。
●串口波特率支持300bps ～ 921600bps。
●串口TTL 电平，兼容3.3V 和5V。
●串口支持全双工和半双工串口通讯，支持RS485 收发自动切换。
●工作模式、端口、IP 等网络参数，串口波特率等参数可通过上位机配置。
● 支持虚拟串口。

3.典型应用

三、W5100以太网转SPI

1.W5100简介

W5100 是一款多功能的单片网络接口芯片，内部集成有 10/100Mbps 以太网控制器，主要应用于高集成、高稳定、高性能和低成本的嵌入式系统中。使用 W5100 可以实现没有操作系统的 Internet 连接。W5100与 IEEE802.3 10BASE-T和 802.3u 100BASE-TX兼容。
W5100 内部集成了全硬件的、且经过多年市场验证的 TCP/IP 协议栈、以太网介质传输层（MAC）和物理层（PHY）。全硬件TCP/IP协议栈支持 TCP，UDP，IPv4，ICMP，ARP，IGMP 和 PPPoE，这些协议已经在很多领域经过了多年的验证。W5100 内部还集成有 16KB 存储器用于数据传输。使用W5100不需要考虑以太网的控制，只需要进行简单的端口编程。
W5100提供 3种接口：直接并行总线、间接并行总线和 SPI总线。W5100与 MCU接口非常简单，就像访问外部存储器一样。

2.W5100特点

● 与MCU多种接口选择：直接并行总线接口、间接并行总线接口和SPI总线接口；
● 支持硬件TCP/IP协议： TCP, UDP, ICMP, IGMP, IPv4, ARP, PPPoE, Ethernet；
● 可选择1：1 YL18-2050S YT37-1107S,YL2J011D,YL2J201A网络变压器
● 支持ADSL连接 (支持PPPOE协议，带PAP/CHAP验证)；
● 支持4个独立的端口（sockets）同时连接；
● 内部16K字节存储器作TX/RX缓存；
● 内嵌10BaseT/100BaseTX以太网物理层，支持自动应答（全双工/半双工模式）；
● 支持自动极性变换（MDI/MDIX）；
● 多种指示灯输出（Tx，Rx，Full/Duplex，Collision，Link，Speed）；
0.18μm CMOS工艺；
● 3.3V工作电压，I/O口可承受5V电压；
● LQFP80无铅封装，符合环保要求；
● 工作温度：-45 ~ 80℃ 工业级。

3.典型应用