长兴县城乡建设局网站,互联网平台是什么意思,企业推广案例,cve wordpressSTM32系列32位微控制器基于Arm Cortex-M处理器#xff0c;旨在为MCU用户提供新的开发自由度。它包括一系列产品#xff0c;集高性能、实时功能、数字信号处理、低功耗/低电压操作、连接性等特性于一身#xff0c;同时还保持了集成度高和易于开发的特点。本例采用STM32作为MC… STM32系列32位微控制器基于Arm® Cortex®-M处理器旨在为MCU用户提供新的开发自由度。它包括一系列产品集高性能、实时功能、数字信号处理、低功耗/低电压操作、连接性等特性于一身同时还保持了集成度高和易于开发的特点。本例采用STM32作为MCU。 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洁的互联网方案。W5500集成了TCP/IP协议栈10/100M以太网数据链路层(MAC)以及物理层(PHY)。全硬件实现的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用户可以同时使用8个硬件Socket独立通信。W5500使用了高效的SPI协议支持80MHz速率解决系统通信瓶颈更好地实现高速网络通信。 文章目录
概念说明
实现原理
嵌入式程序
底层通用接口
W5500抽象接口
官网例程补充说明 概念说明
SPISerial Peripheral interface是一种高速的全双工同步的通信总线并且在芯片的管脚上只占用四根线。SPI分为主、从两种模式一个SPI通讯系统需要包含一个且只能是一个主设备一个或多个从设备。这里STM32为主设备Master提供时钟W5500为从设备Slave。SPI接口一般使用四条信号线通信SDI数据输入SDO数据输出SCK时钟CS片选 MISO主设备输入/从设备输出引脚。该引脚在从模式下发送数据在主模式下接收数据。MOSI主设备输出/从设备输入引脚。该引脚在主模式下发送数据在从模式下接收数据。SCLK主设备输出/从设备输入引脚。该引脚在主模式下发送数据在从模式下接收数据。CS/SS主设备输出/从设备输入引脚。该引脚在主模式下发送数据在从模式下接收数据。从设备片选信号由主设备控制。它的功能是用来作为“片选引脚”也就是选择指定的从设备让主设备可以单独地与特定从设备通讯避免数据线上的冲突。TCP/IP协议TCP/IP协议是Internet互联网最基本的协议其在一定程度上参考了七层ISO模型。OSI模型共有七层在TCP/IP协议中七层被简化为了四个层次。TCP/IP模型中的各种协议依其功能不同被分别归属到这四层之中常被视为是简化过后的七层OSI模型。 W5500实现的部分为红框部分 Socket在计算机通信领域socket 被翻译为“套接字”它是计算机之间进行通信的一个虚拟通道描述符一个socket对应着网络通信的一扇门。网络参数网络通信需要的参数有很多我这里介绍一下我们常见的 IP地址Internet Protocol Address是指互联网协议地址两台通过IP协议通信的机器通过IP地址寻找对方子网掩码配合IP地址能得到对端IP地址是在本地子网还是需要发送至网关进行路由发送至广域网。MAC地址Media Access Control 地址是制造商为网络硬件 (如无线网卡或以太网网卡)分配的唯一代码。MAC地址作为数据链路设备的地址标识符ARP协议局域网寻址使用MAC地址。网络端口号网络中的计算机是通过IP地址来代表其身份的它只能表示某台特定的计算机但是一台计算机上可以同时提供很多服务比如常见的端口号21表示的是FTP服务。端口号是socket的属性之一。DNS/DHCP/网关网关作为局域网的一个出口可以将报文转发至广域网中DNS服务器提供域名解析功能,DHCP服务器提供局域网IP地址管理功能。实现原理
嵌入式程序跑在STM32微控制器通过片上SPI控制器与W5500进行通信配置所需网络参数并与远端服务器建立链接TCP客户端之后发送接收数据又或者是建立服务器TCP服务器等待建立链接之后收发数据。抑或是不用建立连接直接发送报文UDP。PHY信号变压之后通过RJ45接口收发至网线。原理示意图如下 嵌入式程序
嵌入式程序分两个部分第一部分是一些底层通用接口。第二部分W5500抽象供上层调用的接口。
底层通用接口
这部分实现主要包括IO口控制器初始化以及MCU不同位宽配置芯片接口和Socket批量发送接收数据接口代码片如下中文注释帮助您更好的理解实现
//IO口控制器初始化
uint8 w55_IoInit(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(SPI_CS_RCC|SPI_SCLK_RCC|SPI_SO_RCC|SPI_SI_RCC|W5500_RESET_RCC|LINK_RCC|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);/*使能AFIO时钟*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); /*只保留SWD模式*/GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE); RCC_APB1PeriphClockCmd(W5500_SPI_CLK ,ENABLE);GPIO_StructInit(GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin W5500_RESET_pin;GPIO_Init(W5500_RESET_GPIO, GPIO_InitStructure);GPIO_StructInit(GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin SPI_CS_pin;GPIO_InitStructure.GPIO_ModeGPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(SPI_CS_GPIO, GPIO_InitStructure);GPIO_SetBits(SPI_CS_GPIO,SPI_CS_pin);GPIO_StructInit(GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin SPI_SCLK_pin|SPI_SI_pin|SPI_SO_pin;GPIO_InitStructure.GPIO_ModeGPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(SPI_SCLK_GPIO, GPIO_InitStructure);GPIO_SetBits(SPI_SCLK_GPIO,SPI_SCLK_pin|SPI_SI_pin|SPI_SO_pin);RCC_APB1PeriphClockCmd(LINK_RCC ,ENABLE);GPIO_StructInit(GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin LINK_pin;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_IPU;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(LINK_GPIO, GPIO_InitStructure);SPI_InitStructure.SPI_DirectionSPI_Direction_2Lines_FullDuplex;SPI_InitStructure.SPI_ModeSPI_Mode_Master; SPI_InitStructure.SPI_DataSize SPI_DataSize_8b; SPI_InitStructure.SPI_CPOLSPI_CPOL_Low; SPI_InitStructure.SPI_CPHASPI_CPHA_1Edge; SPI_InitStructure.SPI_NSSSPI_NSS_Soft; SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescalerSPI_BaudRatePrescaler_2; SPI_InitStructure.SPI_FirstBitSPI_FirstBit_MSB; SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial7; SPI_Init(W5500_SPI, SPI_InitStructure); SPI_Cmd(W5500_SPI,ENABLE);return 1;
}//spi发送一个字节
void SPI_Send_Byte(unsigned char dat)
{while (SPI_I2S_GetFlagStatus(W5500_SPI, SPI_I2S_FLAG_TXE) RESET); SPI_I2S_SendData(W5500_SPI, dat);
}
//spi接收一个字节
unsigned char SPI_Recv_Byte(void)
{return (uint8)(SPI_I2S_ReceiveData(W5500_SPI));
}
//spi发送两个字节
void SPI_Send_Short(unsigned short dat)
{SPI_Send_Byte(dat/256);SPI_Send_Byte(dat);
}
//通过spi向指定地址寄存器写n个字节数据
uint8 w55_WritenByte(uint16 reg, uint8 *dat_ptr, uint16 size)
{unsigned short i;GPIO_ResetBits(W5500_SCS_PORT, W5500_SCS); SPI_Send_Short(reg);SPI_Send_Byte(VDM|RWB_WRITE|COMMON_R);for(i0;isize;i){SPI_Send_Byte(*dat_ptr);}GPIO_SetBits(W5500_SCS_PORT, W5500_SCS); return 1;
}
//读取W5500指定地址1Byte数据
uint8 w55_Read1Byte(uint16 reg)
{unsigned char i;GPIO_ResetBits(W5500_SCS_PORT, W5500_SCS);SPI_Send_Short(reg);SPI_Send_Byte(FDM1|RWB_READ|COMMON_R);iSPI_Recv_Byte();SPI_Send_Byte(0x00);iSPI_Recv_Byte();GPIO_SetBits(W5500_SCS_PORT, W5500_SCS);return i;
}
///
//华丽的分割线
///
//单字节配置socket
uint8 w55_WriteSock1Byte(SOCKET s, uint16 reg, uint8 dat)
{GPIO_ResetBits(W5500_SCS_PORT, W5500_SCS);SPI_Send_Short(reg);SPI_Send_Byte(FDM1|RWB_WRITE|(s*0x200x08));SPI_Send_Byte(dat);GPIO_SetBits(W5500_SCS_PORT, W5500_SCS);return 1;
}
//两字节配置socket
uint8 w55_WriteSock2Byte(SOCKET s, uint16 reg, uint16 dat)
{GPIO_ResetBits(W5500_SCS_PORT, W5500_SCS);SPI_Send_Short(reg);SPI_Send_Byte(FDM2|RWB_WRITE|(s*0x200x08));SPI_Send_Short(dat);GPIO_SetBits(W5500_SCS_PORT, W5500_SCS);return 1;
}
//四字节配置socket
uint8 w55_WriteSock4Byte(SOCKET s, uint16 reg, uint8 *dat_ptr)
{GPIO_ResetBits(W5500_SCS_PORT, W5500_SCS);//ÖÃW5500µÄSCSΪµÍµçƽSPI_Send_Short(reg);SPI_Send_Byte(FDM4|RWB_WRITE|(s*0x200x08));SPI_Send_Byte(*dat_ptr);SPI_Send_Byte(*dat_ptr);SPI_Send_Byte(*dat_ptr);SPI_Send_Byte(*dat_ptr);GPIO_SetBits(W5500_SCS_PORT, W5500_SCS); return 1;
}
//读取Socket1字节信息
uint8 w55_ReadSock1Byte(SOCKET s, uint16 reg)
{unsigned char i;GPIO_ResetBits(W5500_SCS_PORT, W5500_SCS);SPI_Send_Short(reg);SPI_Send_Byte(FDM1|RWB_READ|(s*0x200x08));//iSPI_I2S_ReceiveData(W5500_SPI);iSPI_Recv_Byte();SPI_Send_Byte(0x00);//iSPI_I2S_ReceiveData(W5500_SPI);iSPI_Recv_Byte();GPIO_SetBits(W5500_SCS_PORT, W5500_SCS);return i;
}
//读取2字节socket信息
uint16 w55_ReadSock2Byte(SOCKET s, uint16 reg)
{unsigned short i;GPIO_ResetBits(W5500_SCS_PORT, W5500_SCS);SPI_Send_Short(reg);SPI_Send_Byte(FDM2|RWB_READ|(s*0x200x08));iSPI_Recv_Byte();SPI_Send_Byte(0x00);iSPI_Recv_Byte();SPI_Send_Byte(0x00);i*256;iSPI_Recv_Byte();GPIO_SetBits(W5500_SCS_PORT, W5500_SCS);return i;
}W5500抽象接口
这部分主要实现了芯片以及Socket初始化模拟中断处理循环函数等示例使用Socket0实现TCP客户端您可以在此代码基础上增加配置别的Socket实现TCP服务器以及UDP等。代码片会有中文注释帮助您更好地理解程序如下你会通过这部分代码片体会到C51单片机程序的编程风格尤其是开始的两个接口
//从Socket接收数据缓存区读取数据
uint16 w55_ReadSockToBuffer(SOCKET s, uint8 *dat_ptr)
{unsigned short rx_size;unsigned short offset, offset1;unsigned short i;unsigned char j;rx_sizew55_ReadSock2Byte(s,W5500_Sn_RX_RSR);if(rx_size0) return 0;//没接收到数据则返回if(rx_sizeS_RX_SIZE) rx_sizeS_RX_SIZE; offsetw55_ReadSock2Byte(s,W5500_Sn_RX_RD);offset1offset;offset(S_RX_SIZE-1);//计算实际的物理地址GPIO_ResetBits(W5500_SCS_PORT, W5500_SCS);SPI_Send_Short(offset);//写16位地址SPI_Send_Byte(VDM|RWB_READ|(s*0x200x18));//写控制字节N字节数据长度读数据选择端口jSPI_Recv_Byte();if((offsetrx_size)S_RX_SIZE)//如果最大地址未超过w5500接收缓冲区寄存器的最大地址{for(i0;irx_size;i)//循环读取rx_size个字节数据{SPI_Send_Byte(0x00);//发送一个哑数据jSPI_Recv_Byte();*dat_ptrj;dat_ptr;}}else//如果最大地址超过w5500接收缓冲区寄存器最大地址{offsetS_RX_SIZE-offset;for(i0;ioffset;i)//循环读出前offset个字节数据{SPI_Send_Byte(0x00); jSPI_Recv_Byte();*dat_ptrj;dat_ptr;}GPIO_SetBits(W5500_SCS_PORT, W5500_SCS); GPIO_ResetBits(W5500_SCS_PORT, W5500_SCS);SPI_Send_Short(0x00);//写16位地址SPI_Send_Byte(VDM|RWB_READ|(s*0x200x18));//写控制字jSPI_Recv_Byte();for(;irx_size;i)//循环读取后rx_size-offset个字节数据{SPI_Send_Byte(0x00);jSPI_Recv_Byte();*dat_ptrj;dat_ptr;}}GPIO_SetBits(W5500_SCS_PORT, W5500_SCS); offset1rx_size;//更新实际物理地址即下次读取接收到的数据的起始地址w55_WriteSock2Byte(s, W5500_Sn_RX_RD, offset1);w55_WriteSock1Byte(s, W5500_Sn_CR, RECV);//发送启动接收命令return rx_size;//返回接收到的数据长度
}
//将数据写入W5500的数据发送缓冲区
uint8 w55_WriteSockToBuffer(SOCKET s, uint8 *dat_ptr, uint16 size)
{unsigned short offset,offset1;unsigned short i;offsetw55_ReadSock2Byte(s,W5500_Sn_TX_WR);offset1offset;offset(S_TX_SIZE-1);//计算实际物理地址GPIO_ResetBits(W5500_SCS_PORT, W5500_SCS);SPI_Send_Short(offset);SPI_Send_Byte(VDM|RWB_WRITE|(s*0x200x10));if((offsetsize)S_TX_SIZE)//如果最大地址未超过W5500发送缓冲区寄存器的最大地址{for(i0;isize;i){SPI_Send_Byte(*dat_ptr); }}else//如果最大地址超过w5500发送缓冲区寄存器的最大地址{offsetS_TX_SIZE-offset;for(i0;ioffset;i){SPI_Send_Byte(*dat_ptr);}GPIO_SetBits(W5500_SCS_PORT, W5500_SCS); GPIO_ResetBits(W5500_SCS_PORT, W5500_SCS);SPI_Send_Short(0x00);SPI_Send_Byte(VDM|RWB_WRITE|(s*0x200x10));for(;isize;i){SPI_Send_Byte(*dat_ptr);}}GPIO_SetBits(W5500_SCS_PORT, W5500_SCS); offset1size;//更新实际物理地址即下次写待发送数据到发送数据缓冲区起始地址w55_WriteSock2Byte(s, W5500_Sn_TX_WR, offset1);w55_WriteSock1Byte(s, W5500_Sn_CR, SEND);//发送启动发送指令
}
//芯片初始化
uint8 w55_StartUp(void)
{uint8 i;w55_IoInit();w55_HardwareReset();w55_Write1Byte(W5500_MODE,MODE_RST); //软复位delay(1000);//设置网关的IP地址w55_WritenByte(W5500_GAR, s_app_w55_para.u8Gateway, 4);//设置子网掩码值w55_WritenByte(W5500_SUBR,s_app_w55_para.u8SubMask,4);//设置MAC地址w55_WritenByte(W5500_SHAR,s_app_w55_para.u8MacAddr,6); //设置w5500的IP地址w55_WritenByte(W5500_SIPR,s_app_w55_para.u8LocalIp,4); //设置发送缓冲区以及接收缓冲区大小for(i0;i8;i){w55_WriteSock1Byte(i,W5500_Sn_RXBUF_SIZE, 0x02);//Socket Rx memory size2kw55_WriteSock1Byte(i,W5500_Sn_TXBUF_SIZE, 0x02);//Socket Tx mempry size2k } //设置重连时间为200msw55_Write2Byte(W5500_RTR, 0x07d0); //设置重连次数为8次w55_Write1Byte(W5500_RCR,8);w55_Write1Byte(W5500_IMR,IM_IR7|IM_IR6);w55_WriteSock1Byte(W55_SOCKETSERVER,W5500_Sn_IMR,(IMR_SENDOK|IMR_TIMEOUT|IMR_RECV|IMR_DISCON|IMR_CON));w55_WriteSock1Byte(W55_SOCKETCLIENT,W5500_Sn_IMR,(IMR_SENDOK|IMR_TIMEOUT|IMR_RECV|IMR_DISCON|IMR_CON));w55_WriteSock1Byte(W55_SOCKETUDP,W5500_Sn_IMR,(IMR_SENDOK|IMR_TIMEOUT|IMR_RECV|IMR_DISCON|IMR_CON));w55_WriteSock1Byte(W55_SOCKETLISTEN,W5500_Sn_IMR,(IMR_SENDOK|IMR_TIMEOUT|IMR_RECV|IMR_DISCON|IMR_CON));
}//Socket初始化
uint8 w55_SocketInit(SOCKET s)
{switch(s) {case 0: //将socket0用作Tcp客户端w55_WriteSock2Byte(s, W5500_Sn_MSSR, 1460);//设置最大字节分片数//设置源端口号w55_WriteSock2Byte(s, W5500_Sn_PORT, s_app_w55_para.u16UpPort);//设置目标远程端口号w55_WriteSock2Byte(1, W5500_Sn_DPORTR, s_app_w55_para.u16UpPort);//设置目标远程IP地址w55_WriteSock4Byte(s, W5500_Sn_DIPR, s_app_w55_para.u8UpIp); break;case 4:break;case 5:break;case 6:break;case 7:break;default:break;}
}//Tcp客户端连接
uint8 u8_app_w55_SocketConnect(SOCKET s)
{u8_drv_w55_WriteSock1Byte(s,W5500_Sn_MR,MR_TCP);u8_drv_w55_WriteSock1Byte(s,W5500_Sn_CR,OPEN);//打开Socketdelay(5);//ÑÓʱ5msif(u8_drv_w55_ReadSock1Byte(s,W5500_Sn_SR)!SOCK_INIT){u8_drv_w55_WriteSock1Byte(s,W5500_Sn_CR,CLOSE);return FALSE;//·µ»ØFALSE(0x00)}u8_drv_w55_WriteSock1Byte(s,W5500_Sn_CR,CONNECT);//设置Socket尝试连接return TRUE;
} //循环模拟中断处理函数
uint8 w55_InterruptProcess(void)
{uint8 i,j;uint8 u8Data[50];uint16 u16Length;uint16 k;while(1){//读取当前中断标志i w55_Read1Byte(W5500_IR);//清除中断标志 w55_Write1Byte(W5500_IR, (i0xf0)); if((i IR_CONFLICT) IR_CONFLICT) {//IP冲突处理代码添加return 0;}if((i IR_UNREACH) IR_UNREACH) {//报文无法到达return 0;}iw55_Read1Byte(W5500_SIR); if((i S1_INT) S1_INT) //Socket1用作TCP客户端 {//读取socket1中断标志jw55_ReadSock1Byte(W55_SOCKETCLIENT,W5500_Sn_IR); //清除socket1中断标志 w55_WriteSock1Byte(W55_SOCKETCLIENT,W5500_Sn_IR,j); if(jIR_CON)//TCP客户端模式下成功建立连接 {//一般添加发送设备信息}if(jIR_DISCON) //TCP模式下socket断开连接处理 {w55_WriteSock1Byte(W55_SOCKETCLIENT,W5500_Sn_CR,CLOSE);//关闭w55_SocketInit(W55_SOCKETCLIENT);// 初始化TCP客户端socket w55_SocketConnect(W55_SOCKETCLIENT);//尝试建立连接}if(jIR_SEND_OK) //数据包发送成功{//添加发送成功相关代码}if(jIR_RECV) //数据包接收 { memset(w55_DataTmpRC,\0,sizeof(MAX_CIRCBUFF_SIZE_110)); u16Length w55_ReadSockToBuffer(W55_SOCKETCLIENT,w55_DataTmpRC); //通知处理接收数据}if(jIR_TIMEOUT)//Socket连接或数据传输超时处理 {w55_WriteSock1Byte(W55_SOCKETCLIENT,W5500_Sn_CR,CLOSE);//关闭w55_SocketInit(W55_SOCKETCLIENT);//初始化 w55_SocketConnect(W55_SOCKETCLIENT); //重连 }}w55_WriteSockToBuffer(7,u8test1,2);if(w55_Read1Byte(W5500_SIR) ! 0) {continue;}else{break;}}
}官网例程补充说明
W5500官网提供了包括开发板原理图以及参考代码和常见问题与技术服务等。参考代码又针对STM32DSPC8051以及基于操作系统分别提供了作为TCP客户端/服务器UDP收发等例程。下面我们对STM32F407W5500例程中的W5500作为TCP客户端工程进行简单的分析具体代码可以去官网下载我这边就不贴了。
工程中包含了DHCP/DNS客户端的实现代码示例中并没有使用我也就不详述了有兴趣的可以去看看。W5500.c包含了主要的驱动实现包含所有寄存器的定义以及用以上层调用的初始化建立连接发送接收等接口。考虑到MCU可能不通过SPI控制器与W5500进行通信W5500.c实现了注册平台提供的MCU与W5500直接数据交互的函数。下面是示例工程的流程图 十六宿舍 原创作品转载必须标注原文链接。 ©2023 Yang Li. All rights reserved. 欢迎关注 『十六宿舍』大家喜欢的话给个更多关于嵌入式相关技术的内容持续更新中。
