單片機與W5500以太網(wǎng)模塊的SPI通信連接方法詳解

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，以太網(wǎng)模塊被廣泛應(yīng)用于各種設(shè)備中。而單片機作為嵌入式系統(tǒng)中的核心部件，也需要與以太網(wǎng)模塊進行通信，以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。本文將詳細介紹單片機與W5500以太網(wǎng)模塊的SPI通信連接方法。

W5500以太網(wǎng)模塊簡介

W5500是一款基于SPI接口的高性能以太網(wǎng)控制器，它具有以下特點

1. 支持TCP/IP協(xié)議棧，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接；

2. 采用硬件TCP/IP協(xié)議棧，具有較高的網(wǎng)絡(luò)傳輸效率；

3. 支持自動協(xié)商功能，能夠自動適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)速率；

4. 支持多種網(wǎng)絡(luò)連接方式，如TCP、UDP、IPRW等；

5. 具有多種中斷方式，能夠滿足不同應(yīng)用場景的需求。

單片機與W5500的SPI通信連接方法

1. 硬件連接

單片機與W5500以太網(wǎng)模塊的硬件連接如下圖所示

其中，單片機的SCK、MOSI、MISO、CS引腳分別連接到W5500的SCLK、MOSI、MISO、CS引腳上。另外，W5500的INT引腳需要連接到單片機的一個中斷引腳上，用于處理W5500產(chǎn)生的中斷信號。

2. SPI通信協(xié)議

W5500與單片機之間的通信采用SPI協(xié)議，通信時序如下圖所示

在通信開始時，單片機將CS引腳拉低，表示開始通信。然后，單片機通過SCK引腳向W5500發(fā)送時鐘信號，同時將數(shù)據(jù)通過MOSI引腳發(fā)送給W5500。W5500接收到數(shù)據(jù)后，通過MISO引腳將數(shù)據(jù)返回給單片機。通信結(jié)束后，單片機將CS引腳拉高，表示通信結(jié)束。

3. W5500的初始化配置

在進行SPI通信前，需要對W5500進行初始化配置。W5500的初始化包括以下幾個步驟

（1）設(shè)置W5500的MC地址和IP地址；

（2）設(shè)置W5500的網(wǎng)絡(luò)連接方式，如TCP、UDP、IPRW等；

（3）設(shè)置W5500的中斷方式，如中斷模式、輪詢模式等；

（4）設(shè)置W5500的數(shù)據(jù)傳輸模式，如全雙工模式、半雙工模式等。

4. SPI通信代碼實現(xiàn)

下面以STM32單片機為例，給出W5500的SPI通信代碼實現(xiàn)

（1）初始化SPI接口

//定義SPI接口初始化結(jié)構(gòu)體

SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;

//使能SPI時鐘

RCC_PB2PeriphClockCmd(RCC_PB2Periph_SPI1,

//復(fù)位SPI接口

SPI_I2S_DeInit(SPI1);

//SPI接口初始化

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_CPH = SPI_CPH_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(SPI1, &SPI_InitStructure);

//使能SPI接口

SPI_Cmd(SPI1,

（2）初始化W5500

//定義W5500初始化結(jié)構(gòu)體

W5500_InitTypeDef W5500_InitStructure;

//設(shè)置W5500的MC地址

W5500_InitStructure.MCddr[0] = 0x00;

W5500_InitStructure.MCddr = 0x08;

W5500_InitStructure.MCddr = 0xDC;

W5500_InitStructure.MCddr = 0x12;

W5500_InitStructure.MCddr = 0x34;

W5500_InitStructure.MCddr = 0x56;

//設(shè)置W5500的IP地址

W5500_InitStructure.IPddr[0] = 192;

W5500_InitStructure.IPddr = 168;

W5500_InitStructure.IPddr = 1;

W5500_InitStructure.IPddr = 100;

//設(shè)置W5500的網(wǎng)絡(luò)連接方式

W5500_InitStructure.ConnMode = TCP;

//設(shè)置W5500的中斷方式

W5500_InitStructure.IntMode = INT;

//設(shè)置W5500的數(shù)據(jù)傳輸模式

W5500_InitStructure.DuplexMode = FULL_DUPLEX;

//初始化W5500

W5500_Init(&W5500_InitStructure);

（3）SPI通信發(fā)送數(shù)據(jù)

//定義發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)

uint8_t txBuf[10] = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07, 0x08, 0x09, 0x0};

//使能SPI接口

SPI_Cmd(SPI1,

//拉低CS引腳，開始通信

GPIO_ResetBits(GPIO, GPIO_Pin_4);

//循環(huán)發(fā)送數(shù)據(jù)

for(uint8_t i=0; i<10; i="">

//等待發(fā)送緩沖區(qū)為空

while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLG_TXE) == RESET);

//發(fā)送數(shù)據(jù)

SPI_I2S_SendData(SPI1, txBuf[i]);

//等待接收緩沖區(qū)不為空

while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLG_RXNE) == RESET);

//讀取接收數(shù)據(jù)

uint8_t rxBuf = SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);

//拉高CS引腳，結(jié)束通信

GPIO_SetBits(GPIO, GPIO_Pin_4);

//禁用SPI接口

SPI_Cmd(SPI1, DISBLE);