ENC28J60 以太网模块（中）

低功耗设计是 ENC28J60 的核心竞争力之一，其提供睡眠模式、掉电模式与正常工作模式三种功耗状态，可通过 SPI 指令动态切换，完美适配物联网设备 “周期性工作 - 休眠” 的低功耗需求。在正常工作模式下，模块根据网络活动自动调整功耗：无数据传输时，物理层会进入节能状态，电流降至 2.5mA；有数据收发时，电流短暂升至 18mA（发送峰值）或 12mA（接收峰值），但因以太网帧传输速度快（10Mbps 速率下 1KB 数据传输仅需 0.8ms），峰值功耗持续时间极短，平均功耗仍可控制在 5mA 以内。睡眠模式则适用于设备空闲时段，通过写入电源控制寄存器（ECON2）的 SLP 位触发，此时模块关闭物理层与 MAC 层大部分电路，仅保留 SPI 接口与唤醒检测电路，电流降至 200nA，MCU 可通过拉低 WOL（唤醒）引脚或 SPI 指令快速唤醒模块（唤醒时间约 10μs）—— 这一特性在 HTTP OTA 版本检测场景中尤为实用：设备平时让 ENC28J60 处于睡眠模式，每 12 小时唤醒一次，通过模块快速接入以太网发起版本请求，请求完成后立即切回睡眠模式，可将联网阶段的日均功耗降至 0.1mA 以下，远低于 Wi-Fi 模块的休眠功耗。

ENC28J60 的以太网协议处理能力聚焦于 MAC 层，支持 CSMA/CD 介质访问控制、全双工 / 半双工模式切换、VLAN 标签识别、广播帧过滤等核心功能，但其本身不包含 TCP/IP 协议栈，需依赖 MCU 端的软件协议栈（如 LwIP、uIP）实现 TCP、UDP、IP 等高层协议。在实际开发中，这种 “硬件 MAC + 软件 TCP/IP” 的架构需重点关注协议栈与模块的协同优化 —— 例如 LwIP 协议栈的 pbuf 缓冲区需与 ENC28J60 的 SRAM 缓冲区高效映射，避免数据在 MCU RAM 与模块 SRAM 之间重复拷贝：当接收数据时，MCU 先通过 SPI 读取 ENC28J60 接收缓冲区的帧头（获取 IP 协议类型、数据长度），再直接将模块 SRAM 中的 IP 数据段映射为 LwIP 的 pbuf 结构体，减少数据搬运耗时；发送数据时，LwIP 生成的 TCP/UDP 帧先存入 MCU RAM，再通过 SPI 批量写入 ENC28J60 发送缓冲区，最后触发发送，这种方式可将数据吞吐量提升 30% 以上，尤其适用于 HTTP OTA 固件下载等大流量场景。此外，ENC28J60 的中断引脚（INT）可配置为接收完成、发送完成、帧错误等多种中断触发方式，MCU 通过中断回调函数及时处理网络事件，避免轮询检测导致的 CPU 空耗，进一步降低系统功耗。

在工业物联网场景中，ENC28J60 的稳定性与抗干扰设计是其脱颖而出的关键。模块支持硬件自动重发（AR）功能，当检测到以太网冲突时，会根据 CSMA/CD 协议自动重发帧（最多重发 16 次），无需 MCU 干预；同时内置帧过滤机制，可通过配置接收过滤寄存器（ERXFCON）实现基于目的 MAC 地址、广播帧、多播帧的过滤，仅接收目标帧，减少无效数据对 MCU 的干扰 —— 例如在工业传感器网络中，可将 ENC28J60 配置为仅接收网关的特定 MAC 地址帧，过滤掉网络中的广播风暴与无关数据，提升通信可靠性。此外，模块的 PCB 设计需遵循严格的电磁兼容（EMC）规范：以太网接口的差分信号线（TX+/-、RX+/-）需采用阻抗匹配（50Ω）的双绞线布线，远离数字信号线（如 SPI、UART），并在接口处并联 TVS 管（如 SMBJ6.5CA）抑制静电放电（ESD），这些设计细节可使 ENC28J60 在工业强电磁干扰环境中（如电机、变频器附近）仍保持稳定通信，误码率低于 10^-9。