Arduino Ethernet Shield 簡介

Ethernet Shield（W5100） 主要特色是把 TCP/IP Protocols (TCP, UDP, ICMP, IPv4 ARP, IGMP, PPPoE, Ethernet) 做在硬體電路上，減輕了單晶片(MCU )的負擔 (也就是 Arduino 開發板的負擔)。

新的 Ethernet Shield 增加了 micro-SD card 插槽，可以用來儲存檔案，你可以用 Arduino 內建的 SD library 來存取板子上的 SD card。此外，Ethernet Shield 相容於 UNO 和 Mega 2560 控制板。

Arduino 程式只要使用 Ethernet Library 便可以輕易完成連至網際網路的動作，不過 W5100 也不是沒有缺點，因為它有一個限制，就是最多只允許同時 4 個 socket 連線。

使用上需注意的地方

使用上，W5100 網卡跟 UNO 板子大小一樣, 基本上針腳對準 UNO 排針插座直接疊上去, 插上網路線, 再送電即可；惟腳針上仍有一些需要注意的地方：

Arduino 開發板跟 W5100 以及 SD card 之間的通訊都是透過 SPI bus (通過 ICSP header)。以 UNO開發板 而言，SPI bus 腳位位於 pins 11, 12 和 13。UNO pin 10 是用來選擇 W5100，而 pin 4 則是用來選擇 SD card。這邊提到的這幾支腳位都不能拿來當 GPIO 使用，請勿必避開這兩個GPIO腳位。

在使用的時候還有一件要注意，因為 W5100 和 SD card 共享 SPI bus，所以在同一個時間只能使用其中一個設備。如果你程式裏會用到 W5100 和 SD card 兩種設備，那在使用對應的 library 時就要特別留意，要避免搶 SPI bus 資源的情形。

假如你確定不會用到其中一個設備的話，你可以在程式裏明白地指示 Arduino開發板，方法是: 如果不會用到 SD card，那就把 pin 4 設置成 OUTPUT並把狀態改為 high，如果不會用到 W5100，那麼便把 pin 10 設置成 OUTPUT並把狀態改為 high。

[狀態指示燈號]

• PWR: 表示 Arduino 控制板和 Ethernet Shield 已經上電
• LINK: 網路指示燈，當燈號閃爍時代表正在傳送或接收資料
• FULLD: 代表網路連線是全雙工
• 100M: 表示網路是 100 MB/s (相對於 10 Mb/s)
• RX: 接收資料時閃爍
• TX: 傳送資料時閃爍
• COLL: 閃爍時代表網路上發生封包碰撞的情形 (network collisions are detected)

[下載]
Ethernet Library：可到Arduino.cc的官網，下載函式庫與相關範例。

[透過DHCP 取得 IP 位址]

dhcp.ino
#include <SPI.h>
#include <Ethernet.h>
byte mac[]={0x00, 0xAA, 0xBB, 0xCC, 0xDE, 0x02};//指定網路卡 MAC 位址 (可以隨便設)
EthernetClient client;// 建立乙太網物件 EthernetClient
void setup() {//設定初始值
  Serial.begin(115200);//初始化序列埠
  //啟用 Ethernet 連線，預設會以 DHCP 取得 IP 位址
  if (Ethernet.begin(mac)==0) {
    Serial.println("Cannot get IP Address!");   
    for(;;);// 無法取得 IP 位址，不做任何事情
    }
  Serial.print("IP Address ");//輸出 IP 位址
  Serial.println(Ethernet.localIP());
  }
void loop() { } //無限迴圈

開啟序列阜監控視窗

參考
[1] Arduino 乙太網擴充卡測試
[2]【Maker 實戰】實作 Arduino Ethernet Shield 應用，透過網路監控居家亮度