下载文档原格式
在Nucleo STM32F401RE上使用SPI DMA方式提高
W5500传输速率
WIZnet W5500 支持高达80MHz SPI 时钟，所以用户可用MCU来提供一个最大传输速率的高速以太网SPI通讯。
本文中，我将展示如何用STM32 MCU来让W5500达到最大传输速率。
当使用来自STMicro的Cortex M3/M4产线的32位处理器，以太网传输速率可以在使用SPI通讯模式事产生最大变化。
我将比较使用SPI标准模式和SPI DMA模式的不同传输速率。
组成
MCU : Nucleo STM32F401RE
以太网控制器: WIZnet WIZ550io(内嵌W5500)
引脚连接MCU与WIZnet WIZ550io之间的引脚连接，请参见下表。
首先，连接电源线。
其次，连接SPI信号。
连接SCS 引脚到GPIOA_Pin12，因为我将用软件方法处理它。
第三，连接RSTn 引脚到GPIOA_Pin11 来复位WIZ550io.
最后，用GPIOA_pin1这个引脚连接到W550io的RDY引脚上完成初始化. RSTn 引脚和RDY 引脚的连接并不至关重要，但是连上更稳定.
怎样实现SPI协议
SPI 协议控制W5500和在SPI标准模式及SPI DMA模式是相同的。
然而，这两种模式之间的不同是，在SPI总线的数据之间的空闲时间。
用于W5500的SPI协议在WIZnet ioLibrary中W5500.c中提供，具有如下功能。
W5500以太网芯片及模块使用
一、模块介绍
是以太网转spi接口的，模块上有3个led和一个复位按钮，灯的含义是：
LINKLED
网络连接指示灯（Link LED）
显示当前连接状态：
低电平：连接建立；
高电平：未连接；
DUPLED
全/半双工指示灯（Duplex LED）
显示当前连接的双工状态：
低电平：全双工状态；
高电平：半双工状态；
ACTLED
活动状态指示灯（Active LED）
显示数据收/发活动时，物理介质子层的载波侦听活动情
况：
低电平：有物理介质子层的载波侦听信号；
高电平：无物理介质子层的载波侦听信号；
但貌似配置成全双工100M的速度也没什么增加，哪里出问题了呢？我现在使用18M的spi，使用wiz官方loopback软件测试速度为5Mb/s左右，好慢啊(/ □ \)
二、模块驱动
注意：在官网上有人共享了github的库函数驱动，不过是C99标准的，这一段Keil的c编译器支持好像有问题，而且对于是库函数很
致命，使用寄存器则无所谓
比如：ctlsocket和ctlwizchip函数的参数会因C99和C89的强转void类型定义不同，使其失效。
eg：0x0000不会错，0x0010可能会篡改成0x4e3c。
基于单片机的串口转以太网设计摘要：随着计算机通信技术和网络技术的发展,在嵌入式系统中集成以太网口实现与其它计算机设备之间的高速数据传输就显得尤为重要。
本文结合以太网接口芯片W5500的主要特点、芯片引脚定义、内部寄存器使用说明，设计了一款基于STM32芯片与W5500高速以太网控制芯片的嵌入式以太网系统，充分发挥了STM32 芯片的Cortex-M3 内核低成本低功耗的特性，同时该设计直接使用W5500固化的TCP/IP协议站，提高了系统的性能。
关键词：以太网以太网接口W5500芯片随着嵌入式系统与网络的密切关系和TCP-IP网络的迅速普及，TCP-IP网络在工业领域具有良好的应用前景。
与过去工业领域广泛使用的串行传输相比，TCP/IP连接器网络具有更宽的带宽、更快的传输速度、更远的传输距离和更广泛的通信服务等特点[1]。
由于TCP和IP通信环境的多样性，很难根据其基本IP环境自动纠正数据传输错误。
由于串行通信的传输方式容易受到普通模式的干扰，因此抗干扰能力差，传输容易出错。
在实际应用中，如果不超过最大传输长度，串行端口的最大传输速度为115200比特/秒[2]。
本文设计的以太网系统允许设备使用串口进行数据传输访问网络，包括串口通信、内置微控制器驱动程序、协议移植和服务器构建。
1系统硬件设计本系统设计采用STM32F103C8T6微控制器和W5500芯片搭建的网络系统，串口转网络硬件系统主要包括微处理器模块、以太网控模块、电源模块、电平转换、网口设计等。
其中，以太网芯片W5500与微控制器芯片STM32F103C8T6之间采用SPI接口，电源电路包含了微控制器芯片STM32F103C8T6所引出的两个串口。
2系统软件设计系统软件设计包含串口相关配置、TCP通信的实现、UDP通信的实现等。
由于W5500强化了协议，所以需要设计与套接字的接口。
这不仅简化了设计过程，还降低了微控制器的处理能力和系统资源的使用。
W5300使用总结W5300是一款由 WIZnet 公司开发的以太网控制器芯片，具有高性能和低功耗的特点。
它可以广泛应用于各种嵌入式网络应用领域，例如工业控制、自动化设备、智能家居等。
下面是对W5300使用总结的一些要点。
首先，W5300具有较高的数据传输速率。
该芯片支持最高 80Mhz的SPI时钟，可以实现高达10Mbps的以太网速率。
除此之外，W5300还内置了16KB的TX缓冲区和16KB的RX缓冲区，可以有效地管理数据的传输和处理，提高了系统的处理效率。
其次，W5300具备良好的网络协议支持能力。
它支持TCP/IP和UDP/IP协议栈，可以通过简单的命令和API函数实现网络连接和数据传输。
此外，W5300还支持PING、ARP、ICMP等网络协议，可以方便地进行网络测试和故障排除。
第三，W5300具有灵活的硬件接口。
它提供了多种外设接口选项，例如SPI、串口、并行接口等，可根据实际需求选择合适的接口类型。
此外，W5300还支持自动MDI/MDIX功能，可以自动适应直通线缆或交叉线缆，方便用户进行网络连接。
第四，W5300具有可靠的网络连接保持能力。
它支持硬件 TCP/IP 协议栈，具有断线重新连接、自动重传等功能，能够在网络连接不稳定的情况下保持稳定的数据传输。
同时，W5300还支持多连接（Multi Socket）功能，可以同时和多个远程主机进行通信，提高系统的灵活性和并发性。
最后，W5300具有低功耗和低成本的特点。
它采用了先进的低功耗设计，支持多种省电模式，可以有效地降低系统能耗。
此外，W5300的价格相对较低，性价比较高，适合中小规模的嵌入式网络应用。
综上所述，W5300是一款性能优异、功能丰富、灵活可靠的以太网控制器芯片。
通过使用W5300，用户可以轻松实现各种嵌入式网络应用，如传感器网络、智能家居、工业监控等。
以太网接口芯片W5500与ENC28J60对比目前较为成熟的单片机接入以太网方案：W5100和ENC28J60，都是被常常使用到的芯片，这两种方案也可以说是硬件协议栈和软件协议栈的典型代表，都经得住市场考验。
除了在传统单片机的以太网接入中被广泛使用，也能看到他们在开源硬件的以太网扩展以及物联网应用等方面发挥的重要作用。
W5500是WIZnet最新的以太网芯片，这里就拿W5500来做比较。
表1为W5500与ENC28J60基本参数对比表。
表1 W5500于ENC28J60基本参数对比1、硬件参数对比（1）ENC28J60芯片结构方面，结构比较简单，通过内置MAC+PHY芯片来实现简单的以太网物理层连接，用户需要自己创建或市场上的第三方库方能实现应用层的设计；PHY芯片方面，内置了一块10M BASE-T 芯片，基本可以满足目前通信需要；接口方面，采用最高10MHz的SPI接口；缓存方面，ENC28J60仅提供8KB内部收发缓存，在目前处理大量数据要求的背景下显得捉襟见肘。
（2）W5500芯片结构方面，内部由TCP/IP协议栈+MAC+PHY构成，拥有非常完善的官方应用库，极大缩短开发周期，可以完美实现以太网接入要求；PHY芯片方面，10M/100M BASE-T自适应芯片让W5500表现更为出色；接口方面，W5500采用新的高效SPI协议支持80MHz速率；缓存方面，W5500内置32KB收发缓存，用户可以同时使用8个硬件Socket独立通信，且各个Socket之间互不影响。
2、TCP/IP协议栈ENC28J60采用的是传统的软协议操作，需要主控MCU不断的响应中断，这在很大程度上占用了MCU的资源来跑软协议栈。
经过测试发现，随着需要响应的事件增多，MCU的处理效率直线下降，会严重影响通信质量。
W5500采用的是最新的TOE（TCP卸载引擎）技术，不同于传统的软协议栈，通过内置TCP/IP硬件协议栈也就是硬件逻辑电路，在W5500芯片内完成TCP/IP握手请求，基本上不占用MCU内部资源，能够极大地提高MCU工作效率。
蛐畔工程翟＿艄．２７（３）：２０ｈ２０４ＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｉｏｍｅｄｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈＥｎｇｉＩ螂ｉｎＥ‘””‘’基于ＳＰＩ总线和Ｗ５１００的医疗仪器网络接口设计＊刘关德，余学飞△（南方医科大学生物医学工程学院，广州５１０５１５）摘要：介绍了一种基于ＳＰＩ总线和Ｗ５１００的医疗仪器网络接口的设计方法。
网络接口由ＰＩＣ单片机、Ｗ５１００网络芯片和ＲＪ一４５组成。
Ｗ５１００通过ＲＪ一４５接口ＰＣ机、局域网或Ｉｎｔｅｍｅｔ；单片机通过ＳＰＩ总线获取Ｗ５１００的网络信息，并实现与医疗仪器的信息交换与控制。
实验结果表明：基于ＳＰＩ总线弄口Ｗ５１００的医疗仪器网络接口的硬件结构简单、性能稳定、兼容性强。
关键词：ＰＩＣ单片机；Ｗ５１００；ＳＰＩ通信；ＯＳＩ模型；ＴＣＰ／ＩＰ协议栈中图分类号：Ｒ３１８文献标识码：Ａ文章编号：１６７２．６２７８（２００８）０３舵０１．０４ＤｅｓｉｇｎｏｆＭｅｄｉｃａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎＮｅｔｗｏｒｋＩｎｔｅｒｆａｃｅｂａｓｅｄｏｎＳＰＩＢＵＳａｎｄＷ５１ＯＯＬＩＵＧｕａｎｄｅ．ＹＵＸｕｅｆｅｉ（＆ｈｏｄｑ－Ｂ／ｏｍｅｄ／ｃａ／Ｅｎｇ／ｎａｒ／ｎｇ，Ｓｏ．ａｍｎＭｅｄ／ｃａ／ｕ池，＝／ｔｙ，臼叨咖Ｍ５１０５１５，Ｏｍｌａ）朋—瑚ｄ：Ｔｏｉ砷舭ａｍｅｄｉｃａｌｉｎｓＵｌｌｎｅｎｌ施ｏｎｎｅｔｗｏｒｋｉｎｔｅｒｆａｃｅｂａｓｅｄＯｎＳｅｒｉａｌＰｅ响删Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（ＳＰＩ）ｂｕｓａｎｄＷ５１００．１ｈｅｎｅｔｗｏｒｋｉｎｔｅｒｆａｃｅ１’８∞唧呻。
ｄｏｆＰＩＣｍｉｃｒｏｃｏｍ如ｌｌｅｒｕｎｉｔ（ＭＣＵ），Ｗ５１００ｎｅｔｗｏｒｋ—ｃｈｉｐａｎｄＩＵ一４５。
ＷＳｌ００ｉｎｔｅｆｆａｅｅｓｗ懈１日ｌｃｏｍｐｕｔｅｒ（Ｐｃ），Ｌ０ｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ（Ｌ悄）ＯｒＩｒａｅｍｅｔｂｙｌｌＪ一４５，Ｗｌ＇ｌｉｌｅＭＧＵｇｅｔｓｎｅｔｗａｒｋｉｎｆｏｎｍｆｉｏｎｆｒｏｍＷ５１００研ＳＰＩｂＩＩＢａｎｄａｅｈｉｅｖ璐ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｅｘｃｈａｎｇｅａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｗｉｔｈｍｅｄｉｃａｌｉＴＩ曲ｍｍ即Ｉ妇岫．Ｔｌ艳ｒｅｓｕｌｔｓｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｉｓ矗舄ｊ炉ｈａｓｔｈｅｓｉｍｐｌｉｃｉｔｙｏｆｌｌ毒哦Ｉ眦—ｎｘｍⅡｅ．ｈｉｇｈｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｄａｔａｃｏｎｍａｕｎｉｃａｔｉｍａｎｄｆ＇ｍｎｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ．Ｋ眄ＷＯｉ庙＂－ＨＣＭＣＵ；Ｗ５１００；ＳＰＩｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；０ｓＩｍｏｄｅｌ；ＴＣＰ／ＩＰｓｕｉｔｅ１引言进入２１世纪，医疗仪器逐渐进入数字网络化时代。
W5100 是一款多功能的单片网络接口芯片，内部集成有10/100Mbps 以太网控制器，主要应用于高集成、高稳定、高性能和低成本的嵌入式系统中。
使用W5100 可以实现没有操作系统的Internet 连接。
W5100与IEEE802.3 10BASE-T和802.3u 100BASE-TX兼容。
W5100 内部集成了全硬件的、且经过多年市场验证的TCP/IP 协议栈、以太网介质传输层（MAC）和物理层（PHY）。
全硬件TCP/IP协议栈支持TCP，UDP，IPv4，ICMP，ARP，IGMP 和PPPoE，这些协议已经在很多领域经过了多年的验证。
W5100 内部还集成有16KB 存储器用于数据传输。
使用W5100不需要考虑以太网的控制，只需要进行简单的端口编程。
W5100提供3种接口：直接并行总线、间接并行总线和SPI总线。
W5100与MCU接口非常简单，就像访问外部存储器一样。
20本词条百科名片缺少名片信息, 百科名片缺少图片, 欢迎各位编辑词条，额外获取20个积分。
特性：l 与MCU多种接口选择：直接总线接口、间接总线接口和SPI总线；l 支持硬件TCP/IP协议：TCP, UDP, ICMP, IGMP, IPv4, ARP, PPPoE, Ethernet；I 可选择1：1 YL18-2050S YT37-1107S,YL2J011D,YL2J201A网络变压器l 支持ADSL连接(支持PPPOE协议，带PAP/CHAP验证)；l 支持4个独立的端口（sockets）同时连接；l 内部16K字节存储器作TX/RX缓存；l 内嵌10BaseT/100BaseTX以太网物理层，支持自动应答（全双工/半双工模式）；l 支持自动极性变换（MDI/MDIX）；l 多种指示灯输出（Tx，Rx，Full/Duplex，Collision，Link，Speed）；l 0.18μm CMOS工艺；l 3.3V工作电压，I/O口可承受5V电压；l LQFP80无铅封装，符合环保要求；l 工作温度：-45 ~ 80℃工业级。
W5500问题集锦(一)发布时间：2013-11-27 阅读次数：1445 字体大小: 【小】【中】【大】在”WIZnet杯”以太网技术竞赛中，有很多参赛者在使用中对W5500有各种各样的疑问，对于这款WIZnet新推出的以太网芯片，使用中大家是不是也一样存在以下问题呢？来看一看：1.W5500不支持自动极性变换，有点失望……答：其实，只要对方支持极性变换就可以实现，现在的设备不支持极性变换的很少的。
你要是碰到个别老设备连不上，再换交叉线也不迟。
基本上2000年以后的设备都没问题的啦~原帖来自：9MCU2.W5500+STM32F0无法通信问题描述1：我现在做毕设，老师推荐买了W5500这款芯片，与STM32F0进行通信。
但是根据收集到的资料，修改的例程找不到问题所在。
对于网络这部分，本人小白一个，附上程序，希望大家指导一下！谢谢!答1：先附上W5500的例程问题描述2：如果ping 不通，TCP连接不能建立是代码的问题吗？loopback的程序步骤是怎样的答2：W5500 若想Ping通的话需要保证以下2点：1）物理信道通信正常：初步判定Link 灯及状态灯指示正常。
2）配置了W5500的IP，网关，子网掩码，MAC地址这些特殊寄存器由于W5500内部硬件逻辑电路实现了ARP协议。
所以，一旦收到ping包请求的话，会自动回复。
以上的设置不过是为了保证基本信道及通讯能够建立的而已。
反向而言，如果Ping不通，也可以先从这两方面着手。
原帖来自：9MCU3.W5500没指明接收缓冲数据格式，和W5100一样？问题描述：习惯码字和调试分离，虽然待会调试就知道了，也不妨提出来沟通下。
答：注意SPI帧的不同。
W5100：W5500：原帖来自：9MCU4.关于w5500程序的几个问题问题描述：有几个关于w5500程序的问题想请教大家：void Reset_W5500(void){WIZ_RESET_0; //低电平Delay_us(50); //这个的时间如果设为500us，貌似指示灯就全暗了？？WIZ_RESET_1;Delay_ms(200);}while(( (getPHYCFGR()) & PHYCFGR_LNK_ON) == PHYCFGR_LNK_OFF); //PHYCFGR_LNK_OFF是0×00，PHYCFGR_LNK_ON是0×01。
W5200使用手册一、模块尺寸二、引脚说明提供的程序是IAR开发环境的，用的MCU是STM32F103C8芯片。
RST是模块的复位引脚，低电平复位，正常工作状态下高电平，接PB8引脚，SCLK是SPI口的时钟接的是PA5，SCS是SPI口的片选，接PA4，MOSI接PA7，MISO接PA6，INT是模块的中断引脚输出，INT引脚正常状态下是高电平，接收到数据的时候会输出一个负脉冲，可以用中断来标志接收到数据。
3V3接3.3V电平，NC引脚不用接，PWDN低功耗模式，高电平W5200进入低功耗模式，低电平正常工作模式，模块内接了一个下拉电阻，如果不用控制W5200的低功耗模式，这个引脚可以不接。
GND接地。
三、程序说明用IAR打开路径：W5200模块资料\程序\W5200_TCP_and_UDP_SampleCode_v1.3\Wor k\App下的W5200EVB_App工程。
下面说模块的配置参数：MAC[6]是网卡的物理配置，同一个网络内不能有两个相同的物理地址。
IP[4]是模块的IP地址设置，这个不同的局域网，配置可能会不同。
GateWay是网关配置。
SubNet子网掩码配置。
Dest_IP[4]远程端IP地址配置。
Dest_PORT远程端端口配置。
while(1){loopback_tcps(0,5000);loopback_tcps(1,5001);loopback_tcps(2,5002);loopback_tcps(3,5003);loopback_tcpc(4,5004);loopback_udp(5,3000);loopback_udp(6,3001);loopback_udp(7,3002);}上面程序中有8个函数，左边的参数是端口号，W5200支持8个端口连接，右边是端口号。
这个程序已经在本店的STM32F103MINI开发板上验证过。
打开网络调试助力可以跟模块收发数据，下面的是loopback_tcps(0,5000)函数数据收发的网络助手测试界面。
在NucleoSTM32F401RE上使用SPIDMA方式提高W5500
传输速率
在Nucleo STM32F401RE上使用SPI DMA方式提高
W5500传输速率
WIZnet W5500 支持高达80MHz SPI 时钟，所以用户可用MCU 来提供一个最大传输速率的高速以太网SPI通讯。
本文中，我将展示如何用STM32 MCU来让W5500达到最大传输速率。
当使用来自STMicro的Cortex M3/M4产线的32位处理器，以太网传输速率可以在使用SPI通讯模式事产生最大变化。
我将比较使用SPI标准模式和SPI DMA模式的不同传输速率。
组成
MCU : Nucleo STM32F401RE
以太网控制器: WIZnet WIZ550io(内嵌W5500)
引脚连接MCU与WIZnet WIZ550io之间的引脚连接，请参见下表。
首先，连接电源线。
其次，连接SPI信号。
连接SCS 引脚到GPIOA_Pin12，因为我将用软件方法处理它。
第三，连接RSTn 引脚到GPIOA_Pin11 来复位WIZ550io.
最后，用GPIOA_pin1这个引脚连接到W550io的RDY引脚上完成初始化.?RSTn 引脚和RDY 引脚的连接并不至关重要，但是连上更稳定.
怎样实现SPI协议
SPI 协议控制W5500和在SPI标准模式及SPI DMA模式是相同的。
然而，这两种模式之间的不同是，在SPI总线的数据之间的空闲时间。
用于W5500的SPI协议在WIZnet ioLibrary中W5500.c中提供，具有如下功能。
单片网络接口芯片W5100的原理与应用W5100是一种单片以太网控制器，它支持10/100Mbps以太网传输速度，并且集成了TCP/IP协议栈。
这种芯片被广泛应用于嵌入式以太网应用中，包括IoT设备、网关、传感器、自动化设备等。
W5100的工作原理是将数据包从以太网物理层转换成网络层的数据包，然后在协议栈中处理数据包，最终将它们传输到应用层。
使用W5100时，可以直接连接到以太网，并使用通信接口进行通信。
W5100芯片具有许多应用，例如：①IoT设备-使用W5100将IoT设备连接到互联网，并使用TCP/IP协议进行远程监测和控制。
②网关-使用W5100将不同的网络连接到一起，如：以太网、Wi-Fi、电视线、同轴电缆等，以便在室内和室外传输数据。
③传感器-使用W5100将传感器连接到以太网，并将数据传输到云中进行分析和处理。
④智能家居系统-使用W5100将家庭设备连接到互联网，并使用TCP/IP协议进行远程监测和控制。
W5100芯片具有许多优点，在嵌入式应用中体现得淋漓尽致。
首先，它具有低成本、高性能、可靠性高等特点。
其次，它可以使用标准的API进行编程，易于开发，且有广泛的开发人员社区支持。
第三，它可以同时处理几个连接，支持多通道数据传输，因此使得并发连接成为可能。
此外，它还支持硬件加速和流控制，可以在高负荷情况下保持网络性能的稳定。
总体来说，W5100芯片是嵌入式以太网应用的理想选择。
其高性能、低成本、易于使用和广泛的应用范围使得它在IoT、直播、视频会议和其他嵌入式应用中得到了广泛的应用。
高速SPI以太网控制芯片-W5200
引言：您是否尝试过用硬件来实现TCP/IP协议栈功能？现在WIZnet公司的全硬件TCP/IP 协议栈芯片就可以轻松地实现这一功能并为您的系统带来更大的稳定性和高速的表现。
W5200的SPI总线是特制的高速总线，而且支持休眠模式，有32K的发送和接收缓存，有多达8个套接字供用户使用，尤其是它48个引脚的小巧封装赢得了客户的青睐。
接下来就
随我一起来走近它。
（W5200芯片封装图）
W5200是支持硬件TCP/IP协议的以太网控制芯片，支持SPI总线接口的网络连接。
通过使用SPI接口，对于引脚间距离量的降低可以使小型的嵌入式系统得到轻松地实现。
对于支持硬件TCP/IP协议的W5200芯片通过多年在相关适当领域的应用，其可用性已经被证明，同时提供了很多相关的网络协议，例如TCP，UDP，IPV4，ICMP，ARP，IGMP，PPPoE等等。
W5200芯片不但内嵌有以太网物理层，还有MAC子层，为顺畅的网络连接提供各种必需的解决方案。
同时，在能源相关领域，W5200提供有休眠模式，最大程度的降低能源消耗。
特性：
支持硬件TCP/IP协议：TCP,UDP,ICMP,IGMP,IPv4,ARP,PPPoE,以太网等。
支持高速SPI总线（SPI Mode 0,3）
支持八个独立的套接字同时连接
支持休眠模式
支持网络唤醒
内嵌10、1000Mbps以太网物理层
支持自动应答（全双工/半双工模式）
支持自动极型变换
支持ADSL连接（支持PPPoE协议，带PAR/CHAP验证）内部32K字节存储器做TX/RX缓存
3.3伏工作电压，I/O口可承受5V电压
无铅封装
多种指示灯信号输出（全双工/半双工模式连接）。
