W5500以太网控制器芯片（一）：ioLibrary库实现TCP服务器

W5500 芯片是一款集成全硬件 TCP/IP 协议栈的嵌入式以太网控制器，同时也是一颗工业级以太网控制芯片。

W5500 支持高速标准4线SPI接口与主机进行通信，该 SPI 速率理论上可以达到 80MHz。其内部还集成了以太网数据链路层（MAC）和10BaseT/100BaseTX 以太网物理层（PHY），支持自动协商（10/100-Based全双工/半双工）、掉电模式和网络唤醒功能。与传统软件协议栈不同，W5500内嵌的8个独立硬件 Socket 可以进行8路独立通信，该8路Socket的通信效率互不影响，可以通过 W5500 片上32K 字节的收/发缓存灵活定义各个Socket的大小

官方提供了ioLibrary_BSD固件库，可以很轻松的移植进各种嵌入式设备中，只要设备支持标准SPI接口（模式0、3）即可。

下面以STM32F103的MCU为例说明一下如何用W5500移植官方的固件库实现以太网通讯。

1、下载官方固件库

地址：
http://wizwiki.net/wiki/doku.php?id=products:w5500:driver

可以分别从官网和github上下载源码。

下载完注意两个部分：

（1）Ethernet文件夹
主要是W5500的驱动，实现基本的TCP通讯只要这个就行了

（2）Internet文件夹
实现各种TCP扩展的应用，比如DHCP、DNS、FTP等

先实现基本的TCP通讯，只要Ethernet文件夹下的文件

将W5500、socket、wizchip_config的c和h文件引入工程中即可（注意配置.h文件路径）

2、编写SPI接口

要写一下MCU的spi接口初始化，同时实现几个函数：

//SPI口初始化
void SPI2_Init(void)
{SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_SPI2, ENABLE);//PB12->CS,PB13->SCK,PB14->MISO,PB15->MOSI    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //复用推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15);//初始化片选输出引脚GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_2;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_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;SPI_Init(SPI2,&SPI_InitStructure);SPI_Cmd(SPI2, ENABLE); //使能SPI外设
}/*** @brief  写1字节数据到SPI总线* @param  TxData 写到总线的数据* @retval None*/
void SPI_WriteByte(uint8_t TxData)
{while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);   SPI_I2S_SendData(SPI2, TxData);while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);  SPI_I2S_ReceiveData(SPI2);
}/*** @brief  从SPI总线读取1字节数据* @retval 读到的数据*/
uint8_t SPI_ReadByte(void)
{while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);   SPI_I2S_SendData(SPI2, 0xFF);while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);  return (SPI_I2S_ReceiveData(SPI2));
}/*** @brief  进入临界区* @retval None*/
void SPI_CrisEnter(void)
{__set_PRIMASK(1);
}/*** @brief  退出临界区* @retval None*/
void SPI_CrisExit(void)
{__set_PRIMASK(0);
}/*** @brief  片选信号输出低电平* @retval None*/
void SPI_CS_Select(void)
{GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);
}/*** @brief  片选信号输出高电平* @retval None*/
void SPI_CS_Deselect(void)
{GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);
}

（1）SPI读写
（2）进入、退出临界区
（3）片选信号输出

3、初始化W5500

#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "spi.h"
#include "socket.h"   // Just include one header for WIZCHIP#define SOCK_TCPC        0
#define SOCK_TCPS        1#define DATA_BUF_SIZE   2048// Initialize Network information and display it
void network_init(void);
// Loopback TCP server
int32_t loopback_tcps(uint8_t, uint8_t*, uint16_t);uint8_t gDATABUF[DATA_BUF_SIZE];wiz_NetInfo gWIZNETINFO = { .mac = {0x00, 0x08, 0xdc,0x00, 0xab, 0xcd},.ip = {10, 1, 1, 200},.sn = {255,255,255,0},.gw = {10, 1, 1, 1},.dns = {8,8,8,8},.dhcp = NETINFO_STATIC};int main(void)
{delay_init();              //延时函数初始化NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);// 设置中断优先级分组2uart_init(115200);     //串口初始化SPI2_Init();    //SPI初始化// First of all, Should register SPI callback functions implemented by user for accessing WIZCHIP /* Critical section callback *///reg_wizchip_cris_cbfunc(SPI_CrisEnter, SPI_CrisExit); //注册临界区函数reg_wizchip_cris_cbfunc(NULL, NULL); // 注册临界区函数reg_wizchip_cs_cbfunc(SPI_CS_Select, SPI_CS_Deselect);// 注册片选函数/* SPI Read & Write callback function */reg_wizchip_spi_cbfunc(SPI_ReadByte, SPI_WriteByte); //注册读写函数/* WIZCHIP SOCKET Buffer initialize */if(ctlwizchip(CW_INIT_WIZCHIP,(void*)memsize) == -1){printf("WIZCHIP Initialized fail.\r\n");while(1);}/* PHY link status check */do{if(ctlwizchip(CW_GET_PHYLINK, (void*)&tmp) == -1){printf("Unknown PHY Link stauts.\r\n");}}while(tmp == PHY_LINK_OFF);/* Network initialization */network_init();while(1){/* Loopback Test */// TCP server loopback testif( (ret = loopback_tcps(SOCK_TCPS, gDATABUF, 5000)) < 0) {printf("SOCKET ERROR : %ld\r\n", ret);}
}
}//网络初始化（DHCP）
void network_init(void)
{uint8_t tmpstr[6] = {0,};wiz_NetInfo netinfo;// Set Network information from netinfo structurectlnetwork(CN_SET_NETINFO, (void*)&gWIZNETINFO);// Get Network informationctlnetwork(CN_GET_NETINFO, (void*)&netinfo);// Display Network Informationctlwizchip(CW_GET_ID,(void*)tmpstr);if(netinfo.dhcp == NETINFO_DHCP) printf("\r\n=== %s NET CONF : DHCP ===\r\n",(char*)tmpstr);else printf("\r\n=== %s NET CONF : Static ===\r\n",(char*)tmpstr);printf("MAC: %02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X\r\n",netinfo.mac[0],netinfo.mac[1],netinfo.mac[2],netinfo.mac[3],netinfo.mac[4],netinfo.mac[5]);printf("SIP: %d.%d.%d.%d\r\n", netinfo.ip[0],netinfo.ip[1],netinfo.ip[2],netinfo.ip[3]);printf("GAR: %d.%d.%d.%d\r\n", netinfo.gw[0],netinfo.gw[1],netinfo.gw[2],netinfo.gw[3]);printf("SUB: %d.%d.%d.%d\r\n", netinfo.sn[0],netinfo.sn[1],netinfo.sn[2],netinfo.sn[3]);printf("DNS: %d.%d.%d.%d\r\n", netinfo.dns[0],netinfo.dns[1],netinfo.dns[2],netinfo.dns[3]);printf("===========================\r\n");}/*** @brief  Loopback Test Example Code using ioLibrary_BSD   * @retval None*/
int32_t loopback_tcps(uint8_t sn, uint8_t* buf, uint16_t port)
{int32_t ret;uint16_t size = 0, sentsize=0;switch(getSn_SR(sn)){case SOCK_ESTABLISHED :if(getSn_IR(sn) & Sn_IR_CON){printf("%d:Connected\r\n",sn);setSn_IR(sn,Sn_IR_CON);}if((size = getSn_RX_RSR(sn)) > 0){if(size > DATA_BUF_SIZE) size = DATA_BUF_SIZE;ret = recv(sn,buf,size);if(ret <= 0) return ret;sentsize = 0;while(size != sentsize){ret = send(sn,buf+sentsize,size-sentsize);printf("%s\r\n",buf);if(ret < 0){close(sn);return ret;}sentsize += ret; // Don't care SOCKERR_BUSY, because it is zero.}}break;case SOCK_CLOSE_WAIT :printf("%d:CloseWait\r\n",sn);if((ret=disconnect(sn)) != SOCK_OK) return ret;printf("%d:Closed\r\n",sn);break;case SOCK_INIT :printf("%d:Listen, port [%d]\r\n",sn, port);if( (ret = listen(sn)) != SOCK_OK) return ret;break;case SOCK_CLOSED:printf("%d:LBTStart\r\n",sn);if((ret=socket(sn,Sn_MR_TCP,port,0x00)) != sn)return ret;printf("%d:Opened\r\n",sn);break;default:break;}return 1;
}

4、检验结果

到此，设备已经实现了TCP服务器通讯，下面需要检验一下：
（1）将设备的网口和电脑的网口用网线连接
（2）暂时关闭电脑的DHCP，更改电脑的本地网络的IPv4地址为固定值，改成和程序中处于同一个网段（或者把程序中的IP地址改成和电脑的同一个网段）

wiz_NetInfo gWIZNETINFO = { .mac = {0x00, 0x08, 0xdc,0x00, 0xab, 0xcd},.ip = {10, 1, 1, 200},.sn = {255,255,255,0},.gw = {10, 1, 1, 1},.dns = {8,8,8,8},.dhcp = NETINFO_STATIC};

比如上文程序中的IP地址为10.1.1.200，则电脑的IP保持前3段不变，如设成10.1.1.199

（3）电脑打开一个网络调试助手，配置好连接参数，然后连接上文程序中指定的地址

（4）发送数据

电脑客户端发送数据，W5500创建的服务器端会将数据按原样返回，同时串口会打印数据。

（5）验证完成，实现W5500的TCP回环测试（TCP服务器功能）

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