WIZnet W6100-EVB-Pico 树莓派入门教程（一）

 概述

        W6100-EVB-Pico是基于树莓派RP2040和全硬件TCP/IP协议栈控制器W6100的微控制器评估板-基本工作原理与树莓派Pico板相同，但通过W6100芯片增加了以太网功能。

板载资源

        RP2040是Raspberry Pi的首款微控制器。它将我们的高性能、低成本和易用性的标志性价值观带入微控制器领域。 凭借大容量片上存储器、对称双核处理器复合体、确定性总线结构和丰富的外设集，以及我们独特的可编程 I/O （PIO） 子系统，它为专业用户提供了无与伦比的功能和灵活性。

• 带有2MB Flash 的RP2040微控制器
  • 双核Arm Cortex-M0 + @133MHz
  • 264KB 高性能SRAM
  • 外部四通道SPI闪存，带就地扩展（XIP）
  • 高性能全横杠总线结构
  • 30个GPIO(4个可用于ADC)
  • 12位500ksps分辨率模数转换器(ADC)
  • 通过专用QSPI总线最高支持16MB的片外闪存
  • DMA控制器
  • 各种数字外设
    • 2个UART、2个SPI控制器和2个I2C控制器、16路PWM通道
    • 1个定时器、1个RTC
  • 2个可编程I/O(PIO)块，总共8个状态机
  • USB 1.1 主机和设备支持
  • 支持 UF2 的 USB 大容量存储启动模式，用于拖放式编程

W6100是全球第一款支持IPv4/IPv6双核的新一代全硬件以太网TCP/IP协议栈控制器。W6100在WIZnet核心专利技术——全硬件TCP/IP协议栈IPv4的基础上增加了IPv6，使用户能够更加简单快速地实现嵌入式设备的联网功能。

• W6100芯片规格参数
  • IPv4/IPv6双协议栈
  • 支持多种TCP/IP协议
    • TCP, UDP, IPv6, IPv4, ICMPv6, ICMPv4, IGMP, MLDv1, ARP, PPPoE
  • 同时支持8路独立socket通信
  • .内置32KB内存用于TX和RX缓冲区各16KB
  • 支持多种SOCKET-less命令
    • ARP4、ARP6、PING4、PING6、NS（DAD）、RS、UNA
  • 支持高速SPI接口（SPI模式0，3）和系统总线（2位地址总线和8位数据总线）；
  • 支持网口极性自动转换和PHY工作模式自动协商（全/半双工、10/100M）
  • 集成了10BaseT/10BaseTe/100BaseTX的以太网PHY
  • 支持基于UDP协议的网络唤醒（WOL）功能
  • 支持PHY掉电和关闭系统时钟两种节能模式
• 2MB NOR（W25Q16JVZPIM）闪存，通过QSPI直接连接控制。
• Micro-USB B接口，用于供电和数据传输（程序下载、串口收发）
• 40引脚21x51 'DIP'风格1mm厚PCB板带有0.1“通孔引脚也与边缘定位
• 3针脚 ARM SWD 
• 内置RJ45接口
• 内置LDO

硬件规格

        

如上图深蓝色底纹部分所示，RP2040的部分GPIO直接与W6100的SPI接口相关引脚相连，具体连接对应如下表：

注：这些引脚使SPI通信与W6100使用以太网功能。如果您正在使用以太网功能，这些引脚不能用于任何其他目的。

W6100-EVB-Pico内部使用的RP2040 GPIO如下表所示:

I/O	引脚名	描述
I	GPIO16	连接W6100的MISO接口
O	GPIO17	连接W6100的CS接口
O	GPIO18	连接W6100的SCLK接口
O	GPIO19	连接W6100的MOSI接口
O	GPIO20	连接W6100的RSTn接口
I	GPIO21	连接W6100的INTn接口
I	GPIO24	VBUS检测接口
O	GPIO25	用户LED灯
I	GPIO29	用于ADC模式检测VSYS/3

除了GPIO和接地引脚外，还有7个其他引脚接口：

引脚号	引脚名	描述
PIN40	VBUS	Micro-USB输入电压，连接到Micro-USB接口引脚1。名义上的5V。
PIN39	VSYS	主系统输入电压，可在4.3V到5.5V的允许范围内变化，由板载LDO产生3.3V。
PIN37	3VE_EN	连接到板载LDO使能引脚。要禁用3.3V(也使RP2040和W6100断电)，将此引脚短至低。
PIN36	3V3	主3.3V电源给RP2040和W6100，由板载LDO产生。
PIN35	ADC_VREF	ADC电源(和参考)电压，并在W6100-EVB-Pico上通过滤波3.3V电源产生。
PIN33	AGND	GPIO26-29接地参考。
PIN30	RUN	RP2040使能引脚，复位RP2040，将该引脚短至低。

  工作条件：

属性	参数
工作温度	-20℃~85℃
Micro-USB输入电压	DC 5V（+/- 10%)
输入电压	DC 4.3V~5.5V

开发环境配置

•         开发环境：Windows10/11，Visual Studio Code
•         硬件准备：W6100-EVB-Pico开发板，网线，Micro USB数据线

步骤1：下载编译工具

        首先下载树莓派官方的编译工具：

GitHub - raspberrypi/pico-setup-windowshttps://github.com/raspberrypi/pico-setup-windowshttps://github.com/raspberrypi/pico-setup-windows

        该工具集成包含了以下几个软件：

• Arm GNU Toolchain
• CMake
• Ninja
• Python3.9
• Git for Windows
• Visual Studio Code
• OpenOCD

        进去之后选择：Download the lastest release即可

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 步骤2：安装程序

        下载完成之后，双击.exe文件进行安装，选择好安装路径点击install，安装完成后勾选下载示例到文件夹

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 下载测试

 在开始菜单找到Visual Studio Code，打开后会自动加载我们刚刚下载示例程序。打开hello_world文件夹下面usb文件夹下的hello_usb.c文件，该示例的功能是通过USB口自动打印"Hello,world"

编译

        点击最下方工具图标，选择Pico ARM GCC 作为我们的编译链

         在左侧选择CMake工具，点击hello_usb文件后面的下载按钮生成执行文件

 下载

        按住W5500-EVB-Pico的BOOTSEL按键后再通过USB插入电脑，之后再松开BOOTSEL按键。此时电脑会把W5500-EVB-Pico识别为大存储设备。

         我们打开build/hello_world/husb文件夹，将编译生成的后缀为.uf2文件拖入W5500-EVB-Pico中，即可完成下载。

 现象

        此时电脑上的大容量存储设备消失，表示程序下载完成。此时W5500-EVB-Pico会把USB虚拟成串行设备连接至电脑，我们用VS Code自带的串行监视器连接上W5500-EVB-Pico就可以查看打印信息了。

技术文档

树莓派pico参考资料

RP2040 Datasheet (raspberrypi.com)https://datasheets.raspberrypi.com/rp2040/rp2040-datasheet.pdfhttps://datasheets.raspberrypi.com/rp2040/rp2040-datasheet.pdf

树莓派 Pico 中文站https://pico.org.cn/https://pico.org.cn/

W6100参考资料

Overview | WIZnet Document Systemhttps://docs.wiznet.io/Product/iEthernet/W6100/overviewhttp://docs.wiznet.io/Product/iEthernet/W6100

WIZnet · GitHubhttps://github.com/Wiznethttps://github.com/Wiznet

W6100-EVB-Pico原理图

 Schematic & Part list & Gerber File文件

Hardware-Files-of-WIZnet/02_iEthernet/W6100 at master · Wiznet/Hardware-Files-of-WIZnet (github.com)https://github.com/Wiznet/Hardware-Files-of-WIZnet/tree/master/02_iEthernet/W6100https://github.com/Wiznet/Hardware-Files-of-WIZnet/tree/master/02_iEthernet/W5500

        感谢大家的观看！！！下期给大家带来用配置静态IP地址的方式让W5500-EVB-Pico连接上以太网。觉得本篇文章写的不错的话点个关注！！！点个赞吧！！！！！