ENC28J60 — Ethernet-контроллер Microchip с интерфейсом SPI

Распиновка

Корпуса — SPDIP, SOIC и SSOP на 28 выводов с одинаковой цоколёвкой (рисунок ниже, вид сверху) и QFN-28 со своей нумерацией.

Параметры

Постоянные характеристики — по разд. 16.1 даташита при VDD 3,1–3,6 В, −40…+85 °C (исполнение I) или 0…+70 °C (исполнение C, только SSOP):

Предельные режимы (разд. 16.0) — граница повреждения, а не рабочие значения: питание −0,3…3,6 В, входы RESET, CS, SCK, SI −0,3…6,0 В, выводы витой пары −0,3…5,0 В, VCAP −0,3…2,75 В (внешнее напряжение на VCAP не подавать), стойкость к разряду 2 кВ на всех выводах. Наш расчёт: при передаче микросхема потребляет около 160 мА × 3,3 В ≈ 0,53 Вт.

После включения питания или выхода из режима пониженного потребления внутренний таймер ждёт 7500 тактов генератора (300 мкс): пока не установится бит CLKRDY, регистры MAC, MII и PHY трогать нельзя, передачу и приём не включают (разд. 2.2). После программного сброса командой SPI так делать нельзя: по ошибке № 2 из DS80349C бит CLKRDY при этом не сбрасывается, и его опрос ничего не показывает — Microchip советует просто выждать не меньше 1 мс.

Типичная схема

Обвязка по разд. 2.4 и рис. 2-4 даташита:

• резистор 2,32 кОм 1 % от RBIAS к земле — он задаёт амплитуду передатчика;
• конденсатор 10 мкФ с малым ESR на VCAP;
• кварц или генератор 25 МГц на OSC1/OSC2;
• по два резистора 49,9 Ом 1 % на передающую и приёмную пары; к 3,3 В через ферритовую бусину (не меньше 80 мА) подключены средняя точка передающей обмотки и общая точка резисторов TPOUT, а общая точка резисторов TPIN идёт на землю через 0,1 мкФ;
• трансформатор 1:1 со средней точкой: индуктивность первичной обмотки не меньше 350 мкГн при подмагничивании 8 мА, изоляция 1,5 кВ (табл. 16-5).

Для микроконтроллера с питанием 5 В нужен однонаправленный сдвигатель уровня на выходах SO, INT и CLKOUT — Microchip предлагает 74HCT08 или 74ACT125 (разд. 2.5); входы микросхемы 5 В выдерживают сами. Как развести пары и подключить разъём — в статье «Ethernet для микроконтроллера», про согласование уровней — в статье «Логические уровни», разбор подключения к Arduino — в ответе «Можно ли подключить ENC28J60 к Arduino на 5 В».

Ошибки кристалла

Документ DS80349C перечисляет 19 ошибок для ревизий B1, B4, B5 и B7. Ревизию читают из регистра EREVID: у B7 там 0000 0110. На B7 приходится 16 ошибок, а три (№ 1, 3 и 8) касаются только старых ревизий B1 и B4 — в том числе ненадёжная работа SPI ниже 8 МГц и резистор RBIAS 2,7 кОм вместо 2,32 кОм. Важные для драйвера ошибки B7 и их обходы — в таблице раздела «Ошибки кристалла ENC28J60» статьи «Ethernet для микроконтроллера»: PKTIF и EPKTCNT, нечётный ERXRDPT, буфер приёма с 0000h, сброс TXRST перед передачей в полудуплексе, отказ от подсчёта контрольной суммы через DMA во время приёма.

Аналоги

Microchip совместимых по выводам замен в даташите не называет. По назначению ENC28J60 сравнивают с W5500: тот тоже подключается по SPI, но работает на 10 и 100 Мбит/с и содержит аппаратный стек TCP/IP. Выводы, регистры и драйверы у них разные, замена требует переразводки платы и другой программы.