02_W5500网络初始化

1.如何与W5500通信？

2.SPI数据帧：

3.W5500寄存器：

通用寄存器：

Socket 寄存器区:

4.代码分析：

5.测试：

1.如何与W5500通信？

我们在W5500介绍中可以看到W5500支持SPI通信协议，如果对SPI通信协议还不太了解，请转SPI协议详解（图文并茂+超详细） - 知乎 (zhihu.com)

2.SPI数据帧：

W5500 的 SPI 数据帧包括了 16 位地址段的偏移地址， 8 位控制段和 N 字节数据段。如图所示。

8 位控制段可以通过修改区域选择位 (BSB[4:0]) ，读 / 写访问模式位 (RWB) 以及 SPI工作模式位(OM[1:0]) 来重新定义。区域选择位选择了归属于偏移地址的区域。

3.W5500寄存器：

W5500 有 1 个通用寄存器 ， 8 个 Socket 寄存器区 ，以及对应每个 Socket 的收 / 发缓存区。

每个区域均通过 SPI 数据帧的区域选择位（ BSB[4:0] ）来选取。

通用寄存器：

MR (模式寄存器 - Mode Register)

GAR (网关 IP 地址寄存器 )

SUBR (子网掩码寄存器)

SHAR (源 MAC 地址寄存器 )

SIPR (源 IP 地址寄存器 )

INTLEVEL (低电平中断定时器寄存器)

IR (中断寄存器)

IMR (中断屏蔽寄存器)

SIR (Socket 中断寄存器)

SIMR (Socket 中断屏蔽寄存器)

RTR (重试时间值寄存器)

RCR (重试计数寄存器)

PTIMER (PPP 连接控制协议请求定时寄存器)

PMAGIC (PPP 连接控制协议幻数寄存器)

PHAR (PPPoE 模式下目标 MAC 寄存器 )

PSID (PPPoE 模式下会话 ID 寄存器 )

PMRU (PPPoE 模式下最大接收单元)

UIPR (无法抵达 IP 地址寄存器 )

UPORTR (无法抵达端口寄存器)

PHYCFGR (W5500 PHY 配置寄存器)

VERSIONR (W5500 芯片版本寄存器 )

Socket 寄存器区:

S n _MR (Socket n 模式寄存器 )

S n _CR (Socket n 配置寄存器 )

S n _IR (Socket n 中断寄存器 )

S n _SR (Socket n 状态寄存器 )

S n _PORT (Socket n 源端口寄存器 )

S n _DHAR (Socket n 目的 MAC 地址寄存器 )

S n _DIPR (Socket 目标 IP 地址寄存器 )

S n _DPORT (Socket n 目标端口寄存器 )

S n _MSSR (Socket n-th 最大分段寄存器 )

S n _TOS (Socket IP 服务类型寄存器 )

S n _TTL (Socket IP 生存时间寄存器 )

S n _RXBUF_SIZE (Socket n 接收缓存大小寄存器 - Socket n RX Buffer Size Register)

S n _TXBUF_SIZE (Socket n 发送缓存大小寄存器 )

S n _TX_FSR (Socket n 空闲发送缓存寄存器 )

Sn_TX_RD (Socket n 发送读指针寄存器 )

S n _TX_WR (Socket n 发送写指针寄存器 )

Sn_RX_RSR (Socket n 空闲接收缓存寄存器 )

S n _RX_RD (Socket n 接收读指针寄存器 )

Sn_RX_WR (Socket n 接收写指针寄存器 )

Sn_IMR (Socket n 中断屏蔽寄存器 )

Sn_FRAG (Socket n 分段寄存器 )

Sn_KPALVTR (Socket 在线时间寄存器 )

4.代码分析：

例程：stm32+w5500：源代码获取：W5500EVB参考例程_TCP Server|TCP Client|UDP|HTTP|DHCP

主函数功能：系统时钟、SPI、USART、w5500配置信息初始化

int main(void)
{/***** MCU时钟初始化 *****/							  Systick_Init(72);				/***** GPIO、SPI初始化 *****/GPIO_Configuration();			WIZ_SPI_Init();					/***** 串口初始化 *****/USART1_Init(); 					/***** 硬重启W5500 *****/Reset_W5500();/***** W5500的IP信息初始化 *****/set_default(); set_network();						printf("W5500 Init Complete!\r\n");printf("Start Ping Test!\r\n");while(1){}
}

我们主要分析set_network()函数：

set_network()函数主要的做的事：配置Mac地址、子网掩码、默认网关、IP地址，进行socket的rx和tx的缓冲区配置等。

void set_network(void)
{setSHAR(ConfigMsg.mac);/*配置Mac地址*/setSUBR(ConfigMsg.sub);/*配置子网掩码*/setGAR(ConfigMsg.gw);/*配置默认网关*/setSIPR(ConfigMsg.lip);/*配置Ip地址*/sysinit(txsize, rxsize); /*初始化8个socket*/setRTR(2000);/*设置溢出时间值*/setRCR(3);/*设置最大重新发送次数*/getSIPR (lip);printf(" IP : %d.%d.%d.%d\r\n", lip[0], lip[1], lip[2], lip[3]);getSUBR(sub);printf(" SN : %d.%d.%d.%d\r\n", sub[0], sub[1], sub[2], sub[3]);getGAR(gw);printf(" GW : %d.%d.%d.%d\r\n", gw[0], gw[1], gw[2], gw[3]);
}

我们只对setSHAR(ConfigMsg.mac) 这个函数进行分析，其他函数类似，都是通过spi协议向w5500寄存器写入/读出配置信息。

setSHAR函数原型：

void setSHAR(uint8 * addr  )/**< a pointer to a 6 -byte array responsible to set the MAC address. */
{wiz_write_buf(SHAR0, addr, 6);  
}

进入wiz_write_buf函数：

函数功能：将buf中的6字节数据依次写入SHAR0-SHAR5中，写入之前先要按照SPI数据帧格式发送寄存器地址以及读写方向

uint16 wiz_write_buf(uint32 addrbsb,uint8* buf,uint16 len)	// W5500将通过SPI获取的数据写入相关寄存器，并返回写入的数据长度
{uint16 idx = 0;																			// idx定义为正在写入的第几个数if(len == 0) printf("Unexpected2 length 0\r\n");			// 写入数据为空；len表示写入数据的长度IINCHIP_CSoff();                              				// CS=0, SPI数据帧开始IINCHIP_SpiSendData( (addrbsb & 0x00FF0000)>>16);		// 地址段，提供16位偏移地址（0000 0000 0000 0000）IINCHIP_SpiSendData( (addrbsb & 0x0000FF00)>> 8);		// 控制段，共8位（0000 0000 高5位BSB位为00000表示通用寄存器）IINCHIP_SpiSendData( (addrbsb & 0x000000F8) + 4);    // 控制段+4(0000 0100 RWB位置1表示写入，OM位为00表示SPI工作模式为VDM)for(idx = 0; idx < len; idx++)                				// 数据段，写入数据值{IINCHIP_SpiSendData(buf[idx]);											// MCU通过SPI发送数据}IINCHIP_CSon();                               				// CS=1, SPI数据帧结束return len;  																				// 返回写入的数据长度值
}

5.测试：

我们在代码中配置好Mac地址、子网掩码、默认网关、IP地址就接入网络了，就可以使用电脑端的命令行中ping我们的w5500模块。

在测试之前需要检查我们给w5500配置的IP地址是否和我们电脑的以太网接口IP在一个网段内

我配置的w5500的IP等地址如下：

uint8 mac[6] = {0x00, 0x08, 0xdc, 0x11, 0x11, 0x11};
uint8 lip[4] = {192, 168, 10, 5};
uint8 sub[4] = {255, 255, 255, 0};
uint8 gw[4] = {192, 168, 10, 1};
uint8 dns[4] = {8, 8, 8, 8};

电脑以太网IP: