STM32+W5500以太网模块

一：w5500以太网模块介绍：

W5500 是一款全硬件 TCP/IP 嵌入式以太网控制器，为嵌入式系统提供了更加简易的互联网连接方 案。W5500 集成了 TCP/IP 协议栈，10/100M 以太网数据链路层（MAC） 及物理层（PHY），使得 用户使用单芯片就能够在他们的应用中拓展网络连接。

久经市场考验的 WIZnet 全硬件 TCP/IP 协议栈支持 TCP,UDP,IPv4,ICMP,ARP,IGMP 以及 PPPoE 协议。W5500 内嵌 32K 字节片上缓存以供以太网包处理。如果你使用 W5500， 你只需要一些简单 的 Socket 编程就能实现以太网应用。这将会比其他嵌入式以太网方案 更加快捷、简便。用户可以同 时使用 8 个硬件 Socket 独立通讯。

W5500 提供了 SPI（外设串行接口）从而能够更加容易与外设 MCU 整合。而且， W5500 的使用了新的高效SPI协议支持 80MHz 速率，从而能够更好的实现高速网络通讯。 为了减少系统能耗， W5500 提供了网络唤醒模式（WOL）及掉电模式供客户选择使用。

模块排针功能表：

 STM32与W5500连接方法：

PA15->W5500_RST（源程序使用的是PC5，这里没有该引脚修改为PA15）

PC4->W5500_INT（使用寄存器查询方式的例程时，此引脚可以不接，其他例程可能涉及修改引脚）

PA4->W5500_SCS

PA5->W5500_SCK

PA6->W5500_MISO

PA7->W5500_MOSI

调试寄存器的UDP模式：

 

 

基于stm32与w5500以太网应用：

 

 如上图所示，最底下的一层叫做“物理层”，也叫“PHY 层”，最上面的一层叫做“应用层”，中间的三层（自下而上）分别是“链路层”，也叫“MAC 层”、 “网络层”和“传输层”。越下面的层，越靠近硬件；越上面的层，越靠近用户。
我们一层一层讲解
一、物理层
物理层就是最基础的类似于modbus中的硬件连接是rs485的两根线。物理层由计算机和网络介质之间的实际界面组成，可定义电气信号、符号、线的状态和时钟要求、数据编码和数据传输用的连接器。上面的4层都是基于物理层的。
二、数据链路层
实际上由两个独立的部分组成，介质存取控制（Media AccessControl,MAC）和逻辑链路控制层（Logical Link Control,LLC）。

其中spi2的四根线要接上w5500的 SCSn, SCLK, MOSI, MISO 4 路信号。还有中断信号和复位信号。
W5500 有两种工作模式，分别是可变数据长度模式和固定数据长度模式。在可变数据长度模式中，W5500 可以与其他 SPI 设备共用 SPI 接口。但是一旦将 SPI接口指定给 W5500 之后，也就是 1 脚 CS 片选信号如果选中了这个 W5500，则不能再与其他 SPI 设备共用。在固定数据长度模式，SPI 将指定给 W5500，不能与其他 SPI 设备共享。因为 1 脚 CS 片选信号将直接接地为低电平。
8.1w5500初始化
W5500_conf.c 主要配置 W5500 的 MAC、IP 地址，W5500 基本的数据读写过程，复位设置函数等。
Socket.c 函数主要介绍了 W5500 的 SOCKET 相关配置函数，比如 SOCKET 的打开、关闭，以及接收数据、发送数据等等。
Utility.c 函数主要介绍了基本的延时函数，还有数据格式转化函数。

main（）函数代码：

int main(void)
{
	unsigned char i;

	/* Initialize STM32F103 */
	System_Initialization();//系统配置
	SysTick_Init();//启动系统滴答定时器 SysTick

	/* Config W5500 */
	W5500_Configuration();//W5500配置
	Delay_ms(200);//延时等待

	/* Modbus-TCP Init */
    eMBTCPInit(MB_TCP_PORT_USE_DEFAULT); //端口依赖事件模块初始化
	Delay_ms(200); //延时等待
	
	/* Enable Modbus-TCP Stack */    
    eMBEnable();//激活协议栈	
    

    printf("\r\nModbus-TCP Start!\r\n");
    printf("IP:192.168.1.128\r\n");


	while(1)
	{
		
		i=Read_SOCK_1_Byte(0,Sn_SR);  //读W5500状态
		if(i==0)	  
		{
			do
			{
				Delay_ms(100);//延时等待
			
			}while(Socket_Listen(0)==FALSE);//设置“Socket n”为“TCP服务器模式”
		}
		else if(i==SOCK_ESTABLISHED)		 //建立TCP连接
		{
		eMBPoll();//启动modbus侦听
		BSP_LED();//线圈控制LED灯
		}
				
	}
}

W5500配置函数：

/* W5500 configuration */
void W5500_Configuration()
{
	unsigned char array[6];

	GPIO_SetBits(GPIO_W5500_RST_PORT, GPIO_W5500_RST_Pin);//上拉
	Delay_ms(100);    /*delay 100ms 使用systick 1ms时基的延时*/
    //等待以太网链路
	while((Read_1_Byte(PHYCFGR)&LINK)==0); 		/* Waiting for Ethernet Link */

	Write_1_Byte(MR, RST);//写入W5500普通寄存器一个字节
	Delay_ms(20);		/*delay 20ms */

	/* Set Gateway IP as: 192.168.1.1 */
	array[0]=192;
	array[1]=168;
	array[2]=1;
	array[3]=1;
	Write_Bytes(GAR, array, 4);//设置网关IP

	/* Set Subnet Mask as: 255.255.255.0 */
	array[0]=255;
	array[1]=255;
	array[2]=255;
	array[3]=0;
	Write_Bytes(SUBR, array, 4);//设置子网掩码

	/* Set MAC Address as: 0x48,0x53,0x00,0x57,0x55,0x00 */
	array[0]=0x48;
	array[1]=0x53;
	array[2]=0x00;
	array[3]=0x57;
	array[4]=0x55;
	array[5]=0x00;
	Write_Bytes(SHAR, array, 6);//设置MAC地址

	/* Set W5500 IP as: 192.168.1.128 */
	array[0]=192;
	array[1]=168;
	array[2]=1;
	array[3]=128;
	Write_Bytes(SIPR, array, 4);//设置W5500的IP地址
}

STM32+W5500的web服务

main（）函数：

int main(void)
{
	Systick_Init(72);//系统时钟初始化
	GPIO_Configuration(); //GPIO configuration
	USART1_Init(); //串口初始化：115200@8-n-1
	printf("W5500 EVB initialization over.\r\n");
	Reset_W5500();
	WIZ_SPI_Init();//W5500相关引脚配置
	printf("W5500 initialized!\r\n");
	if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_7))
	{
		DefaultSet();//出厂值
	}
	else
	{
 		get_config();//read config data from flash
	}
	printf("Firmware ver%d.%d\r\n",ConfigMsg.sw_ver[0],ConfigMsg.sw_ver[1]);
	if(ConfigMsg.debug==0) ConfigMsg.debug=1;

	set_network();//配置网络信息
	printf("Network is ready.\r\n");
	while(1)
	{
		if(ConfigMsg.JTXD_Control == 0)
		  	do_http();//开启http服务
		else
		  	JTXD_do_http();
		if(reboot_flag)
			NVIC_SystemReset();//发起系统复位请求复位单片机
//        reboot();
        
	}
}

GPIO初始化函数：

void GPIO_Configuration(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |RCC_APB2Periph_GPIOB |RCC_APB2Periph_GPIOC|RCC_APB2Periph_AFIO , ENABLE);
  // Port A output
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1| GPIO_Pin_2 |GPIO_Pin_3; 
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
  
//  GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0);
//  GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);
//  GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2); // led off
//  GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_3); // led off
  // Port B output;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; 
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_9);
  // Port C input
//  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
//  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
//  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
//  GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;//控制flash
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_7);	
}

W5500相关配置

void WIZ_SPI_Init(void)
{
	SPI_InitTypeDef   SPI_InitStructure;
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_SPI2, ENABLE);
  RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB |RCC_APB2Periph_AFIO , ENABLE);	
  // Port B output
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12; 
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12);
  /* Configure SPIy pins: SCK, MISO and MOSI */
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13| GPIO_Pin_14| GPIO_Pin_15;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
	  /* SPI Config -------------------------------------------------------------*/
	  SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;
	  SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;
	  SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;
	  SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;
	  SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge;
	  SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;
	  SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_4;
	  SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;
	  SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;

	  SPI_Init(SPI2, &SPI_InitStructure);
	  SPI_Cmd(SPI2, ENABLE);
}

http请求：

void do_http(void)
{
  uint8 ch=SOCK_HTTP;
  uint16 len;

  st_http_request *http_request;
  memset(rx_buf,0x00,MAX_URI_SIZE);
  http_request = (st_http_request*)rx_buf;		// struct of http request  
  /* http service start */
  switch(getSn_SR(ch))
  {
    case SOCK_INIT:
      listen(ch);
      break;
    case SOCK_LISTEN:
      break;
    case SOCK_ESTABLISHED:
    //case SOCK_CLOSE_WAIT:
      if(getSn_IR(ch) & Sn_IR_CON)
      {
        setSn_IR(ch, Sn_IR_CON);
      }
      if ((len = getSn_RX_RSR(ch)) > 0)		
      {
        len = recv(ch, (uint8*)http_request, len); 
        *(((uint8*)http_request)+len) = 0;
        proc_http(ch, (uint8*)http_request); // request is processed
        disconnect(ch);
      }
      break;
    case SOCK_CLOSE_WAIT:   
      if ((len = getSn_RX_RSR(ch)) > 0)
      {
        //printf("close wait: %d\r\n",len);
        len = recv(ch, (uint8*)http_request, len);       
        *(((uint8*)http_request)+len) = 0;
        proc_http(ch, (uint8*)http_request); // request is processed
      }
      disconnect(ch);
      break;
    case SOCK_CLOSED:
      socket(ch, Sn_MR_TCP, 80, 0x00);    /* reinitialize the socket */
      break;
    default:
    break;
  }// end of switch
}


void JTXD_do_http(void)
{
  uint8 ch=SOCK_HTTP;
  uint16 len;

  st_http_request *http_request;
  memset(rx_buf,0x00,MAX_URI_SIZE);
  http_request = (st_http_request*)rx_buf;		// struct of http request
  
  /* http service start */
  switch(getSn_SR(ch))
  {
    case SOCK_INIT:
      listen(ch);
      break;
    case SOCK_LISTEN:

      break;
    case SOCK_ESTABLISHED:
    //case SOCK_CLOSE_WAIT:
      if(getSn_IR(ch) & Sn_IR_CON)
      {
        setSn_IR(ch, Sn_IR_CON);
      }
      if ((len = getSn_RX_RSR(ch)) > 0)		
      {
        len = recv(ch, (uint8*)http_request, len); 
        *(((uint8*)http_request)+len) = 0;
        JTXD_proc_http(ch, (uint8*)http_request); // request is processed
        disconnect(ch);
      }
      break;
    case SOCK_CLOSE_WAIT:   
      if ((len = getSn_RX_RSR(ch)) > 0)
      {
        //printf("close wait: %d\r\n",len);
        len = recv(ch, (uint8*)http_request, len);       
        *(((uint8*)http_request)+len) = 0;
        JTXD_proc_http(ch, (uint8*)http_request); // request is processed
      }
      disconnect(ch);
      break;
    case SOCK_CLOSED:                   
      socket(ch, Sn_MR_TCP, 80, 0x00);    /* reinitialize the socket */
      break;
    default:
    break;
  }// end of switch
}