STM32F429IGT6 ETH—LwIP 以太网通信——学习笔记5（PHY：LAN8720A）

LAN8720A是SMSC公司（以被Microchip公司收购）设计的一个体积小、功耗低、全能型10/100Mbps的以太网物理层收发器。他是针对消费类电子和企业应用而设计的。LAN8720A总共只有24pin，仅支持RMII接口。由它组成的网络结构如下图。

LAN8720A通过RMII接口与MAC连接。RJ45是网络插座，在与LAN8720A连接之间还需要一个变压器，所以一般使用带电压转换和LED指示灯的HY911105A型号的插座。一般来说，必须为使用RMII接口的PHY提供50MHz的时钟源输入到REF_CLK引脚，不过LAN8720A内部集成PLL，可以将25MHz的时钟源倍频到50MHz并在指定引脚输出该时钟，所以我们可以直接使其与REF_CLK连接达到提供50MHz时钟的效果。

LAN8720A内部系统结构如下图。

LAN8720A由各个不同功能模块组成，最重要的要数接收控制器和发送控制器，其他的基本上都是与外部引脚挂钩，实现信号传输。部分引脚是具有双重功能的，比如PHYAD0和RXER引脚是共用的，在系统上电后LAN8720A会马上读取这部分共用引脚的电平，以确定系统的状态并保存在相关寄存器内，之后则自动转入作为另一功能引脚。

PHYAD[0]引脚用于配置SMI通信的LAN8720A地址，在芯片内部该引脚已经自带下拉电阻，默认为0（即使外部悬空不接），在系统上电时会检测该引脚获取得到LAN8720A的地址为0或者1，并保存在特殊模式寄存器（R18）的PHYAD位中，该寄存器的PHYAD有5个位，在需要超过2个LAN8720A时可以通过软件设置不同SMI通信地址。PHYAD[0]是与RXER引脚共用。

MODE[2:0]引脚用于选择LAN8720A网络通信速率和工作模式，可选10Mbps或100Mbps通信速度，半双工或全双工工作模式，另外LAN8720A支持HP Auto-MDIX自动翻转功能，即可自动识别直连或交叉网线并自适应。一般将MODE引脚都设置为1，可以让LAN8720A启动自适应功能，它会自动寻找最优工作方式。MODE[0]与RXD0引脚共用、MODE[1]与RXD1引脚共用、MODE[2]与CRS_DV引脚共用。

nINT/REFCLKO引脚用于RMII接口中REF_CLK信号线，当nINTSEL引脚为低电平时，它也可以被设置成50MHz时钟输出，这样可以直接与STM32F42x的REF_CLK引脚连接为其提供50MHz时钟源，这种模式要求为XTAL1与XTAL2之间或为XTAL1/CLKIN提供25MHz时钟，由LAN8720A内部PLL电路倍频到50MHz时钟，此时nIN/REFCLKO引脚的中断功能不可用，用于50MHz时钟输出。当nINTSEL引脚为高电平时，LAN8720A被设置为时钟输入，即外部时钟源直接提供50MHz时钟接入STM32F42x的REF_CLK引脚和LAN8720A的XTAL1/CLKIN引脚，，此时nINT/REFCLKO可用于中断功能。nINTSEL与LED2引脚共用，一般使用下拉。

REGOFF引脚用于配置内部+1.2V电压源，LAN8720A内部需要+1.2V电压，可以通过VDDCR引脚输入+1.2V电压提供，也可以直接利用LAN8720A内部+1.2V稳压器提供。当REGOFF引脚为低电平时选择内部+1.2V稳压器。REGOFF与LED1引脚共用。

SMI支持寻址32个寄存器，LAN8720A只用到其中14个，参考表如下。

序号与SMI数据帧中的RADDR是对应的，这在编写驱动时非常重要，本文将他们标记为R0-R31。寄存器可规划为三个组：Basic、Extended和Vendor-specific。Basic是IEEE 802.3要求的，R0是基本控制寄存器，其位15为Soft Reset位，向该位写1启动LAN8720A软件复位，还包括速度、自适应、低功耗等等功能设置。R1是基本状态寄存器。extended是扩展寄存器，包括LAN8720A的ID号、制造商、版本号等等信息。Vendor-specific是供应商自定义寄存器，R31是特殊控制/状态寄存器，指示速度类型和自适应功能。

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