本文档基于 STM32F4 + W5500 (SPI接口) 的实际开发经验整理。
零、核心原理详解
0.1 W5500 硬件架构
W5500 是一颗硬件TCP/IP协议栈芯片，与传统软件协议栈（如lwIP）有本质区别：
┌─────────────────────────────────────────────────┐
│ W5500 芯片内部 │
│ │
│ ┌──────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────┐ │
│ │ SPI接口 │──▶│ 寄存器组 │──▶│ TCP/IP │ │
│ │ (SCSn/ │ │ (Common + │ │ 硬件引擎 │ │
│ │ SCLK/ │ │ Socket) │ │ │ │
│ │ MISO/ │ │ │ │ ┌────┐ │ │
│ │ MOSI) │◀──│ │◀──│ │8个 │ │ │
│ └──────────┘ └──────────────┘ │ │Socket│ │ │
│ │ │缓冲区│ │ │
│ ┌──────────┐ │ │2KB×8│ │ │
│ │ PHY │◀─────────────────────│ └────┘ │ │
│ │ (10/100M │ │ │ │
│ │ Auto- │ │ ARP/ICMP│ │
│ │ Nego) │ │ DNS/DHCP│ │
│ └────┬─────┘ └──────────┘ │
│ │ RJ45 │
└───────┼─────────────────────────────────────────┘
│ 网线
▼
路由器/PC核心特点：
- STM32只需通过SPI读写寄存器，不需要实现TCP/IP协议栈
- W5500内部有8个独立Socket，每个可独立做TCP/UDP通信
- 每个Socket有独立的2KB收发缓冲区（可配置大小）
- PHY层（物理层）集成在芯片内，支持10/100Mbps自动协商
0.2 SPI通信原理
W5500 SPI通信采用帧格式，每次读写包含3段：
SPI帧格式：
┌─────────────┬──────────┬──────────────┐
│ 控制段(3B) │ 地址段 │ 数据段 │
│ Opcode+BSB │ 2 bytes │ 1~N bytes │
└─────────────┴──────────┴──────────────┘
控制段：
Bit 7: Opcode[0] --- 0=读, 1=写
Bit 6: Opcode[1] --- 0=VDM, 1=FDM
Bit 5-3: 保留
Bit 2-0: BSB --- 选择数据块
BSB数据块选择：
000 = Common寄存器块
001 = Socket 0寄存器块
010 = Socket 0 TX缓冲区
011 = Socket 0 RX缓冲区
100 = Socket 1寄存器块
...CS时序：
CSN ──┐ ┌── HIGH (空闲)
│ │
└────────── 整个帧期间保持LOW ──────────┘
SCLK ──────┐ ┌──┐ ┌──┐ ┌──┐ ┌──┐ ┌──┐──
└──┘ └──┘ └──┘ └──┘ ... └──┘
MOSI ──[Op][BSB]──[AddrH][AddrL]──[Data0][Data1]...
MISO ────────────────────────────[Data0][Data1]...关键点：
- CS必须初始为HIGH（未选中），否则总线冲突
- 每次SPI操作必须：CS拉低 → 发送帧 → CS拉高
- 临界区保护：SPI操作期间禁止中断打断，防止CS时序错乱
0.3 PHY自动协商原理
PHY（物理层）负责将数字信号转换为可在网线上传输的电信号。两台设备连接时，需要协商以下参数：
协商内容：
| 参数 | 选项 | 说明 |
|---|---|---|
| 速率 | 10Mbps / 100Mbps | 数据传输速率 |
| 双工 | 半双工 / 全双工 | 半双工不能同时收发，全双工可以 |
自动协商过程：
设备A (W5500) 设B (路由器/PC)
│ │
│──── FLP脉冲 (能力通告) ────────▶│
│◀─── FLP脉冲 (能力通告) ────────│
│ │
│ 双方比较能力，选择最优组合 │
│ 优先级: 100M全双工 > 100M半双工 │
│ > 10M全双工 > 10M半双工 │
│ │
│──── 链路建立 (Link UP) ─────────│为什么自动协商会失败：
-
FLP脉冲不兼容：W5500发送的Fast Link Pulse脉冲格式与某些路由器交换芯片不完全兼容，导致双方对协商结果理解不一致
-
并行检测问题 ：部分路由器在自动协商失败后回退到并行检测，只能检测到载波信号但无法确定双工模式，默认使用半双工。如果W5500协商为全双工，就会产生双工不匹配
-
双工不匹配的危害：
全双工设备 (W5500) 半双工设备 (路由器)
│ │
│──── 发送数据 ──────────────▶│
│──── 发送数据 ──────────────▶│ ← 路由器在发送时检测到冲突
│ │ 但全双工端不监听冲突
│ │ → 数据丢失，重传风暴
│◀─── 数据被丢弃 ────────────│ -
为什么直连电脑能工作：PC网卡PHY芯片兼容性强，能正确解析W5500的协商脉冲；路由器交换芯片更廉价、兼容性差
-
强制10Mbps半双工为什么有效：跳过自动协商，双方都明确知道是10Mbps半双工，无歧义。10Mbps半双工是最基础的以太网模式，所有设备都支持
0.4 TCP连接建立与状态机
W5500内部硬件实现TCP状态机，STM32通过读写Socket寄存器控制：
TCP三次握手过程：
STM32+W5500 (Client) Server (8.130.55.27:1111)
│ │
状态: SOCK_INIT (0x13) 状态: LISTEN
│ │
│ 1. STM32调用 connect() │
│ W5500发送 SYN包 │
│─────────── SYN ─────────────────────────▶│
│ │
│ 2. Server回应 │
│◀──────── SYN+ACK ───────────────────────│
│ │
状态: SOCK_ESTABLISHED (0x17) 状态: ESTABLISHED
│ 3. W5500自动回复 ACK │
│─────────── ACK ─────────────────────────▶│
│ │
│ 连接建立，可以收发数据 │Socket状态转换图：
socket(TCP)
SOCK_CLOSED ───────────────▶ SOCK_INIT
(0x00) open (0x13)
▲ ┌─────┴─────┐
│ │ │
│ connect() listen()
│ │ │
│ ▼ ▼
│ SOCK_SYNSENT SOCK_LISTEN
│ (0x15) (0x14)
│ │ │
│ ┌────────┼────────┐ │ 收到SYN
│ │ │ │ │ (Client连接请求)
│ 收到RST/ 收到SYN+ACK 超时 │
│ 被拒绝 (握手成功) │ │
│ │ │ │ ▼
└─────────┘ SOCK_ESTABLISHED◀───┘ (自动回复SYN+ACK)
(0x17)
│
收发数据 │ 超时/断开(FIN/ACK)
▼ │
SOCK_CLOSE_WAIT ◀────────┘
(0x1C)
│
close()
│
▼
SOCK_CLOSED (0x00)connect()返回值原理：
c
// ioLibrary connect() 内部逻辑（简化）
int8_t connect(sn, addr, port) {
setSn_DIPR(sn, addr); // 设置目标IP
setSn_DPORTR(sn, port); // 设置目标端口
setSn_CR(sn, Sn_CR_CONNECT); // 发出CONNECT命令
while (getSn_CR(sn)); // 等待命令被接受
// 阻塞等待连接结果
while (getSn_SR(sn) != SOCK_ESTABLISHED) {
if (getSn_IR(sn) & Sn_IR_TIMEOUT) // 超时中断
return SOCKERR_TIMEOUT; // -13
if (getSn_SR(sn) == SOCK_CLOSED) // 被拒绝/异常关闭
return SOCKERR_SOCKCLOSED; // -4
}
return SOCK_OK; // 1
}- 返回
-4：socket在等待过程中变成了CLOSED，说明收到了RST（拒绝）或物理层不通导致W5500内部超时关闭socket - 返回
-13：TCP重试次数耗尽（由RCR寄存器控制，默认8次），通常是网络不可达
0.5 DHCP原理
DHCP（动态主机配置协议）用于自动获取IP地址，使用UDP协议：
DHCP交互过程：
W5500 (DHCP Client) Router (DHCP Server)
│ │
│ 1. DHCP DISCOVER (UDP广播 255.255.255.255)
│──── "谁有IP给我一个？" ─────────────────▶│
│ (源端口68, 目标端口67) │
│ │
│ 2. DHCP OFFER │
│◀─── "我有192.168.8.34给你" ─────────────│
│ │
│ 3. DHCP REQUEST │
│──── "我要这个IP" ──────────────────────▶│
│ │
│ 4. DHCP ACK │
│◀─── "确认，IP给你用" ───────────────────│
│ │
│ 获取到: IP=192.168.8.34 │
│ GW=192.168.8.1 │
│ SN=255.255.255.0 │
│ DNS=192.168.8.1 │
│ 租约时间=7200秒 │DHCP使用UDP广播，这也是为什么DHCP失败能作为底层通信的诊断工具：
- 如果DHCP成功 → 说明W5500能发送和接收数据包，PHY层通信正常
- 如果DHCP超时 → 说明物理层有问题（如速率/双工不匹配），数据包根本发不出去或收不到
租约维护 ：DHCP获取的IP有租约时间（通常2小时），需要定期调用 DHCP_run() 续约：
获取IP ──▶ 50%租约时间 ──▶ DHCP_REQUEST(续约) ──▶ ACK ──▶ 继续使用
│
(每秒调用DHCP_run)0.6 ARP原理与网关转发
当W5500要发送数据到某个IP时，需要先知道目标MAC地址（以太网是硬件地址通信）：
同一网段（直接ARP）：
W5500 (192.168.8.10) PC (192.168.8.100)
│ │
│ ARP Request (广播) │
│──── "192.168.8.100的MAC是多少？" ───────▶│
│ │
│ ARP Reply (单播) │
│◀─── "我的MAC是 xx:xx:xx:xx:xx:xx" ──────│
│ │
│ 现在可以直接发送以太网帧 │跨网段（通过网关）：
W5500 (192.168.8.10) Router (192.168.8.1) Server (8.130.55.27)
│ │ │
│ 1. W5500发现8.130.55.27不在192.168.8.x网段 │
│ 需要通过网关转发 │
│ │ │
│ 2. ARP请求网关MAC │ │
│──── "192.168.8.1的MAC是多少？" ──▶│ │
│◀─── "网关MAC是 yy:yy:yy:yy:yy:yy" │ │
│ │ │
│ 3. 发送TCP SYN到网关MAC │ │
│ (目标IP=8.130.55.27) │ │
│ (目标MAC=网关MAC) │ │
│──────────────────────────────────▶│ │
│ │ 4. 路由器NAT转发 │
│ │───────────────────────────▶│关键点：W5500内部自动处理ARP，用户只需设置正确的网关IP。但如果PHY层通信有问题，ARP请求发不出去或回应收不到，所有上层通信都会失败。
0.7 中断方式原理
W5500的INTn引脚在以下事件发生时拉低（低电平有效）：
事件发生 INTn引脚 STM32
│ │ │
│ W5500设置Sn_IR寄存器 │ │
│ 对应bit置1 │ │
│ │ │
│──────── INTn拉低 ──────────────────▶│ │
│ │ EXTI│ │
│ │ 触发 │ │
│ │ │
│ STM32读Sn_IR寄存器 │ │
│ 判断是哪个事件 │ │
│ │ │
│ STM32写Sn_IR清除中断 │ │
│ (写1清除) │ │
│ │ │
│ 如果所有Sn_IR都清零 │ │
│ 且SIR寄存器清零 │ │
│──────── INTn拉高 ──────────────────▶│ │
│ │ 恢复 │中断掩码寄存器：
Sn_IMR：Socket中断掩码，控制哪些事件触发中断SIMR：Socket中断汇总掩码，控制哪些Socket的中断输出到INTn引脚Sn_IR：Socket中断状态，读取判断事件，写1清除
中断 vs 轮询的本质区别：
轮询方式：
主循环 ──▶ 读Sn_SR ──▶ 没事 ──▶ 等待100ms ──▶ 读Sn_SR ──▶ 有数据！处理
└─────────── CPU持续占用 ───────────────┘
中断方式：
主循环 ──▶ 做其他事 ──▶ 做其他事 ──▶ [INTn中断] ──▶ 处理数据 ──▶ 继续做其他事
▲
CPU空闲，事件驱动一、编译错误
1. ptrdiff_t is undefined
现象 ：编译 wizchip_conf.c 报错 identifier "ptrdiff_t" is undefined
原因 ：wizchip_conf.c 中使用了 (ptrdiff_t)AddrSel 进行指针类型转换，但未包含定义 ptrdiff_t 的头文件。
解决 ：在 wizchip_conf.c 顶部添加：
c
#include <stddef.h>2. _WIZCHIP_ID_ is undefined
现象 ：编译报错 _WIZCHIP_ID_ 未定义
原因 ：wizchip_conf.h 只定义了 _WIZCHIP_ 宏（枚举值），但 wizchip_conf.c 中 WIZCHIP 结构体的 id 字段需要字符串形式的 _WIZCHIP_ID_。
解决 ：在 wizchip_conf.h 中添加：
c
#define _WIZCHIP_ID_ "W5500\0"3. WIZCHIP 结构体初始化报错
现象 ：id 字段初始化类型不匹配
原因 ：id 是字符数组，不能用字符串字面量直接赋值，需要用花括号包裹。
解决：
c
_WIZCHIP WIZCHIP = {
_WIZCHIP_IO_MODE_,
{_WIZCHIP_ID_,}, // 注意花括号
...
};4. SOCK_DISCONN is undefined
现象 ：编译报错 SOCK_DISCONN 未定义
原因 ：SOCK_DISCONN 是 W6100/W6300 芯片的状态，W5500 没有此状态码。W5500 断开时应使用 SOCK_CLOSE_WAIT (0x1C)。
解决 ：将 SOCK_DISCONN 替换为 SOCK_CLOSE_WAIT。
W5500 的 Socket 状态码：
| 状态 | 值 | 说明 |
|---|---|---|
| SOCK_CLOSED | 0x00 | 已关闭 |
| SOCK_INIT | 0x13 | 已初始化（TCP socket打开后） |
| SOCK_LISTEN | 0x14 | 监听状态（TCP Server） |
| SOCK_ESTABLISHED | 0x17 | 连接已建立 |
| SOCK_CLOSE_WAIT | 0x1C | 等待关闭 |
| SOCK_UDP | 0x22 | UDP模式 |
| SOCK_MACRAW | 0x42 | MACRAW模式 |
5. 变量跨 case 初始化警告
现象 ：ARMCC 编译器警告 transfer of control bypasses initialization of variable
原因：在 switch-case 中直接声明变量，其他 case 可能跳过该变量的初始化。
解决 ：用 {} 块作用域包裹变量声明：
c
case SOCK_ESTABLISHED:
{
int32_t len = getSn_RX_RSR(sn);
...
}
break;二、运行问题
6. printf 串口输出无内容
现象 ：代码中有 printf() 但串口看不到任何输出
原因 ：ARMCC 标准库的 printf 使用 semihosting，需要调试器支持；MicroLib 直接调用 fputc。
解决：
- Keil 项目 Options → Target → 勾选 Use MicroLib
- 在
usart.c中添加fputc重定向：
c
#ifdef __GNUC__
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
return ch;
}- 在
usart.h中添加#include <stdio.h>
7. W5500 SPI 通信失败 / 读出全0或全FF
现象：W5500 初始化后读寄存器返回全0或全0xFF
原因（常见排查顺序）：
-
CS引脚初始状态错误：CS应为 HIGH（未选中），初始化为 LOW（选中）会导致 SPI 总线冲突
- 解决：
HAL_GPIO_WritePin(SPI_CS_Port, SPI_CS_Pin, GPIO_PIN_SET);
- 解决：
-
复位延时不够：W5500 硬件复位后需要约50ms稳定时间才能进行 SPI 访问
- 解决：
cHAL_GPIO_WritePin(RST_Port, RST_Pin, GPIO_PIN_RESET); HAL_Delay(10); HAL_GPIO_WritePin(RST_Port, RST_Pin, GPIO_PIN_SET); HAL_Delay(50); // 关键：50ms -
SPI模式错误：W5500 只支持 SPI Mode 0 (CPOL=0, CPHA=0) 或 Mode 3 (CPOL=1, CPHA=1)
- 解决：CubeMX 中 SPI 设置为
CPOL=Low, CPHA=1Edge
- 解决：CubeMX 中 SPI 设置为
-
SPI速率过高：W5500 SPI 最高 80MHz（3.3V时），但初试建议用低速率
- 解决：先设较低速率验证，成功后再提高
8. Socket缓冲区初始化失败
现象 ：ctlwizchip(CW_INIT_WIZCHIP, (void*)txsize) 返回 -1
原因：该函数假设 txsize 和 rxsize 在连续内存中，但它们是独立数组，地址不相邻。
解决 ：使用 wizchip_init() 函数替代：
c
// 错误方式
ctlwizchip(CW_INIT_WIZCHIP, (void*)txsize);
// 正确方式
wizchip_init(txsize, rxsize);9. TCP连接反复断开重连
现象：TCP连接建立后立即断开，循环执行 open → connect → close → open
原因及解决：
-
每秒都调用 send()：ESTABLISHED 状态每次循环都发数据，服务端可能不接受高频无意义数据
- 解决：仅在首次连接或需要时发送，心跳间隔设为5秒以上
-
缺少状态跟踪：每次循环都重新打印连接信息
- 解决：用
tcp_state变量跟踪连接状态，避免重复操作
- 解决：用
-
断线后立即重连：服务端关闭后1秒就重连，造成频繁连接
- 解决：增加
reconnect_delay，断开后等待3-5秒再重连
- 解决：增加
推荐代码结构：
c
static uint8_t tcp_state = 0;
switch (getSn_SR(SOCK_TCP))
{
case SOCK_CLOSED:
if (reconnect_delay > 0) { reconnect_delay--; break; }
socket(SOCK_TCP, Sn_MR_TCP, 0, 0);
break;
case SOCK_INIT:
connect(SOCK_TCP, server_ip, SERVER_PORT);
break;
case SOCK_ESTABLISHED:
if (tcp_state != 2) { tcp_state = 2; printf("Connected!\r\n"); }
/* 先接收，再按需发送 */
break;
case SOCK_CLOSE_WAIT:
close(SOCK_TCP);
tcp_state = 0;
reconnect_delay = 3; // 3秒后重连
break;
}
HAL_Delay(100); // 循环间隔100ms，及时处理数据三、网络配置问题
10. PHY Link: DOWN
现象 ：初始化打印 PHY Link: DOWN
原因：
- 网线未连接或未插紧
- 网线插在电脑而非路由器（直连测试时正常，但无法访问外网）
- W5500 复位时网线尚未连接
解决：
- 确保网线连接到路由器 LAN 口
- 复位板子前先插好网线
- 如需访问互联网，必须通过路由器
- 在代码中添加PHY Link等待逻辑，避免链路未就绪时开始通信：
c
uint8_t wait_cnt = 0;
while (wizphy_getphylink() != PHY_LINK_ON)
{
HAL_Delay(500);
if (++wait_cnt > 20) { printf("PHY timeout!\r\n"); break; }
}11. PHY Link UP 但无法通信（自动协商不匹配）⭐ 最关键问题
现象：
- W5500 直连电脑一切正常（TCP通信、数据收发都OK）
- 连接路由器后 PHY Link 显示 UP，但 DHCP获取不到IP 、TCP连接全部失败
connect()返回-4(SOCKERR_SOCKCLOSED)，socket状态在0x13(INIT) 和0x00(CLOSED) 之间跳变- 即使连接路由器本身的IP（如192.168.8.1:80）也失败
根本原因：W5500 PHY 自动协商（Auto-Negotiation）与路由器交换芯片不兼容，导致速率/双工模式不匹配。PHY Link虽然UP，但实际数据包全部丢失。
为什么直连电脑能工作：PC网卡兼容性强，能正确协商速率/双工；路由器交换芯片更挑剔。
诊断方法：
- 检查
connect()返回值：-4(SOCKERR_SOCKCLOSED) 表示连接被拒绝/socket异常关闭 - 尝试 DHCP：如果DHCP也超时，说明不是TCP问题而是底层通信问题
- 对比测试：直连电脑正常 + 连路由器异常 = 速率/双工不匹配
解决：强制PHY为10Mbps半双工（最基础、最兼容的模式）：
c
wiz_PhyConf phyconf;
phyconf.by = PHY_CONFBY_SW; // 软件配置
phyconf.mode = PHY_MODE_MANUAL; // 手动模式（非自动协商）
phyconf.speed = PHY_SPEED_10; // 10Mbps
phyconf.duplex = PHY_DUPLEX_HALF; // 半双工
ctlwizchip(CW_SET_PHYCONF, (void *)&phyconf);PHY配置枚举值：
| 宏 | 值 | 说明 |
|---|---|---|
PHY_CONFBY_HW |
0 | 硬件引脚配置 |
PHY_CONFBY_SW |
1 | 软件配置 |
PHY_MODE_MANUAL |
0 | 手动指定速率/双工 |
PHY_MODE_AUTONEGO |
1 | 自动协商 |
PHY_SPEED_10 |
0 | 10Mbps |
PHY_SPEED_100 |
1 | 100Mbps |
PHY_DUPLEX_HALF |
0 | 半双工 |
PHY_DUPLEX_FULL |
1 | 全双工 |
注意 ：宏名是
PHY_CONFBY_SW（带Y），不是PHY_CONFBG_SW（带G），容易拼错。
性能优化：10Mbps半双工可用但速率较低，可尝试以下组合（按兼容性从高到低）：
- 10Mbps 半双工 --- 兼容性最好（推荐先用这个验证）
- 10Mbps 全双工 --- 部分路由器支持
- 100Mbps 半双工 --- 速率更快，多数路由器支持
- 100Mbps 全双工 --- 速率最快，但兼容性问题最多
12. connect() 返回 -4 (SOCKERR_SOCKCLOSED)
现象 ：TCP connect() 返回 -4，socket状态在 SOCK_INIT(0x13) 和 SOCK_CLOSED(0x00) 之间跳变
connect() 返回值含义：
| 返回值 | 宏 | 说明 |
|---|---|---|
| 1 | SOCK_OK | 连接成功 |
| 0 | SOCK_BUSY | 非阻塞模式下连接中 |
| -3 | SOCKERR_SOCKINIT | Socket未初始化 |
| -4 | SOCKERR_SOCKCLOSED | Socket异常关闭（连接被拒/物理层不通） |
| -12 | SOCKERR_IPINVALID | IP地址无效 |
| -13 | SOCKERR_TIMEOUT | 连接超时 |
排查步骤：
- 检查 PHY Link 是否 UP
- 尝试 DHCP ------ 如果DHCP也超时，说明是物理层通信问题（见第11条）
- 尝试连接路由器自身IP（如192.168.8.1:80）------ 如果也失败，确认是底层通信问题
- 检查W5500的IP/网关/子网掩码是否与路由器网段匹配
- 强制PHY为10Mbps半双工测试
13. 连接远程服务器失败（本地测试成功）
现象：直连电脑可以通信，但连接互联网服务器时无法建立TCP连接
原因：W5500 的网络配置（IP/网关/子网掩码）必须与路由器在同一网段。网关必须设为路由器的 LAN IP。
检查步骤：
- 在电脑上运行
ipconfig，查看默认网关（即路由器LAN IP） - W5500 的
gw必须与路由器 LAN IP 一致 - W5500 的
ip必须在同一网段且不冲突
示例：
| 路由器LAN IP | W5500配置 |
|---|---|
| 192.168.1.1 | ip=192.168.1.10, gw=192.168.1.1 |
| 192.168.8.1 | ip=192.168.8.10, gw=192.168.8.1 |
| 192.168.0.1 | ip=192.168.0.10, gw=192.168.0.1 |
推荐：使用DHCP自动获取IP，避免网段不匹配问题（见第14条）。
14. 使用DHCP自动获取IP
场景：避免手动配置IP/网关/子网掩码，自动适配不同路由器
实现：
c
#include "dhcp.h"
uint8_t dhcp_buf[1024];
/* 初始化DHCP（使用socket 1） */
DHCP_init(1, dhcp_buf);
/* DHCP获取IP循环 */
uint8_t dhcp_timeout = 15;
uint32_t last_tick = HAL_GetTick();
while (dhcp_timeout > 0)
{
uint8_t ret = DHCP_run();
if (HAL_GetTick() - last_tick >= 1000)
{
last_tick = HAL_GetTick();
DHCP_time_handler(); // 每秒调用一次
dhcp_timeout--;
}
if (ret == DHCP_IP_ASSIGN || ret == DHCP_IP_LEASED)
{
/* 获取到IP，应用到W5500 */
getIPfromDHCP(gWIZNETINFO.ip);
getGWfromDHCP(gWIZNETINFO.gw);
getSNfromDHCP(gWIZNETINFO.sn);
getDNSfromDHCP(gWIZNETINFO.dns);
gWIZNETINFO.dhcp = NETINFO_DHCP;
ctlnetwork(CN_SET_NETINFO, (void *)&gWIZNETINFO);
break;
}
if (ret == DHCP_FAILED) break;
}主循环中维护DHCP租约（每秒调用一次）：
c
static uint32_t dhcp_last = 0;
if (HAL_GetTick() - dhcp_last >= 1000)
{
dhcp_last = HAL_GetTick();
DHCP_time_handler();
DHCP_run();
}注意：DHCP需要占用一个socket（如socket 1），TCP客户端使用另一个socket（如socket 0）。
15. 直连电脑测试方法
场景：无路由器，W5500网线直插电脑网口，用于本地调试
电脑配置（手动设置IP）：
| 项目 | 值 |
|---|---|
| IP地址 | 192.168.8.100（与W5500同网段） |
| 子网掩码 | 255.255.255.0 |
| 默认网关 | 可留空 |
网络调试助手配置：
| 项目 | 值 |
|---|---|
| 协议类型 | TCP Server |
| 本机IP | 192.168.8.100 |
| 监听端口 | 1111 |
W5500 作为 TCP Client 主动连接电脑的 TCP Server。
注意：直连电脑测试时PHY自动协商通常能正常工作，但这不代表连路由器也没问题。直连电脑成功但连路由器失败时，请检查第11条（PHY自动协商不匹配）。
四、Keil 项目配置
16. 添加源文件和头文件路径
现象：编译报错找不到头文件或链接时找不到符号
解决：
-
头文件路径：Options → C/C++ → Include Paths 中添加：
../Ethernet;../Ethernet/W5500;../Internet/DHCP -
源文件分组：在 Project 窗口添加：
Ethernet/W5500组：w5500.c,wizchip_conf.c,socket.cInternet/DHCP组：dhcp.cCore/Src组：w5500_spi.c
-
启用 MicroLib：Options → Target → 勾选 Use MicroLib
五、最终工作配置
17. 推荐的网络初始化流程
经过实际调试验证的完整初始化流程：
1. HAL_Init / SystemClock_Config / MX_GPIO_Init / MX_SPI1_Init / MX_USART1_UART_Init
2. W5500_SPI_Init() --- RST引脚初始化 + 硬件复位（RST低10ms → RST高 → 等50ms）
3. 注册SPI回调函数（CrisEnter/Exit, CS Select/Deselect, ReadByte/WriteByte, ReadBurst/WriteBurst）
4. wizchip_init(txsize, rxsize) --- 初始化Socket缓冲区（2KB×8）
5. ctlnetwork(CN_SET_NETINFO) --- 设置初始网络信息（MAC等）
6. 强制PHY为10Mbps半双工 ← 关键步骤
7. 等待PHY Link UP
8. DHCP获取IP ← 推荐
9. 应用DHCP获取的网络配置
10. 主循环：DHCP租约维护 + TCP客户端18. 最终网络配置参数
| 项目 | 值 |
|---|---|
| PHY模式 | 10Mbps 半双工（手动配置，解决自动协商不匹配） |
| IP获取方式 | DHCP（自动从路由器获取IP） |
| Socket 0 | TCP客户端（连接远程服务器） |
| Socket 1 | DHCP（租约维护） |
| MAC地址 | 00:08:DC:00:00:01 |
19. TCP客户端状态机
SOCK_CLOSED → socket() → SOCK_INIT → connect() → SOCK_ESTABLISHED
↓
(数据收发 / 5秒心跳)
↓
SOCK_CLOSE_WAIT → close()
↓
(延迟3秒) → SOCK_CLOSED状态处理要点：
SOCK_CLOSED：检查reconnect_delay，倒计时结束后重新打开socketSOCK_INIT：只调用一次connect()（用tcp_state标志防止重复调用）SOCK_ESTABLISHED：先检查接收数据，再按5秒间隔发送心跳SOCK_CLOSE_WAIT：调用close()关闭socket，设置重连延迟
六、项目文件清单
| 文件 | 说明 |
|---|---|
Core/Inc/w5500_spi.h |
SPI桥接层头文件 |
Core/Src/w5500_spi.c |
SPI读写、CS/RST控制、临界区保护 |
Ethernet/W5500/w5500.h |
W5500寄存器定义 |
Ethernet/W5500/w5500.c |
W5500 HAL（SPI帧读写） |
Ethernet/wizchip_conf.h |
WIZCHIP配置头文件 |
Ethernet/wizchip_conf.c |
WIZCHIP配置实现（回调注册、PHY控制） |
Ethernet/socket.h |
Socket API头文件 |
Ethernet/socket.c |
Socket API实现（TCP/UDP操作） |
Internet/DHCP/dhcp.h |
DHCP头文件 |
Internet/DHCP/dhcp.c |
DHCP实现 |
SPI桥接层提供的回调函数
| 函数 | 用途 |
|---|---|
SPI_CrisEnter / SPI_CrisExit |
临界区进入/退出（禁用/启用中断） |
SPI_CS_Select / SPI_CS_Deselect |
W5500 CS片选控制 |
SPI_ReadByte / SPI_WriteByte |
SPI单字节读写 |
SPI_ReadBurst / SPI_WriteBurst |
SPI批量读写 |
引脚分配
| 引脚 | 功能 |
|---|---|
| PA5 (SPI1_SCK) | SPI时钟 |
| PA6 (SPI1_MISO) | SPI数据输入 |
| PA7 (SPI1_MOSI) | SPI数据输出 |
| PA4 (SPI_CS) | W5500片选 |
| PB0 (W5500_RST) | W5500硬件复位 |
| PB1 (W5500_INT) | W5500中断输出（可选，中断方式时使用） |
七、中断方式 vs 轮询方式
20. 中断方式驱动W5500
W5500 支持通过 INTn 引脚（低电平有效）通知STM32有事件发生。
硬件连接：W5500 INTn → STM32 PB1（EXTI1，下降沿触发）
中断配置：
c
/* gpio.c 中添加 */
GPIO_InitStruct.Pin = W5500_INT_Pin; // PB1
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING; // 下降沿中断
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP; // 上拉
HAL_GPIO_Init(W5500_INT_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
HAL_NVIC_SetPriority(EXTI1_IRQn, 0, 0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI1_IRQn);中断掩码设置：
c
/* 启用Socket 0的 CON/DISCON/RECV/TIMEOUT 中断 */
setSn_IMR(SOCK_TCP, Sn_IR_CON | Sn_IR_DISCON | Sn_IR_RECV | Sn_IR_TIMEOUT);
/* 启用Socket 0中断输出到INTn引脚 */
setSIMR(0x01);EXTI中断服务函数：
c
void EXTI1_IRQHandler(void) {
HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(W5500_INT_Pin);
}
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin) {
if (GPIO_Pin == W5500_INT_Pin)
w5500_int_flag = 1; // 设置标志，主循环中处理
}主循环处理中断事件：
c
if (w5500_int_flag) {
w5500_int_flag = 0;
uint8_t ir = getSn_IR(SOCK_TCP);
if (ir & Sn_IR_CON) { setSn_IR(SOCK_TCP, Sn_IR_CON); /* 连接建立 */ }
if (ir & Sn_IR_DISCON) { setSn_IR(SOCK_TCP, Sn_IR_DISCON); /* 断开 */ }
if (ir & Sn_IR_RECV) { setSn_IR(SOCK_TCP, Sn_IR_RECV); /* 数据到达 */ }
if (ir & Sn_IR_TIMEOUT) { setSn_IR(SOCK_TCP, Sn_IR_TIMEOUT); /* 超时 */ }
}对比
| 轮询方式 | 中断方式 | |
|---|---|---|
| 数据接收 | 每100ms查询 getSn_RX_RSR() |
RECV中断触发，近实时 |
| 连接/断开 | 每100ms查询 getSn_SR() |
CON/DISCON中断触发 |
| CPU占用 | 持续轮询 | 无事件时CPU空闲 |
| 响应延迟 | 最大100ms | 近实时 |
| 实现复杂度 | 简单 | 需配置EXTI + 中断掩码 |
| 额外硬件 | 不需要 | 需要INTn引脚连接 |