[网络协议]W5500 TCP客户端开发 | 01 - 准备工作以及W5500库socket接口说明

一、硬件介绍

• 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，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，可以通过操作Socket以实现网络的通信。

W5500 最主要的几个引脚对应开发板的SPI引脚

• MISO：（Master Input Slave Output）主机输入从机输出
• MOSI：（Master Output Slave Input）主机输出从机输入
• SCLK：（Serial Clock）时钟信号，由主设备产生
• SCS： （Chip Select）从设备使能信号，由主设备控制
• RSTn： 复位引脚
• INTn：中断引脚

STM32 SPI配置（这里使用的是STM32F103CBT6的SPI1）

	//全双工模式
	SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; 
	//作为主机使用
	SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;
	//数据位长度为8
	SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;
	//空闲状态下时钟线是low
	SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;
	//CPHA置低数据锁存在第一个时钟边沿
	SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge;
	//软件设置NSS功能
	SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;	
	//设置时钟频率													
	SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_2;
	//先输出高字节
	SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;
	//CRC校验设置
	SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;

	SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);
	SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);

二、网络环境

本实验是通过交叉线（一端568A，一端568B）将开发板与电脑互连，并用网络助手监测TCP的连接情况。此次例程是需要注意的是要将电脑配置为固定的ip地址。配置过程如下图所示

• 打开网络连接设置，更改适配器
  

• 打开属性
  

• 双击Internet协议版本4
  

• 更改IP地址为固定地址

打开网络状态调试助手，则直接搜到本地IP地址，创建一个TCP Server。
网络调试助手（点击直接下载）

三、W5500的官方驱动库提供的Socket API

本文只介绍TCP客户端开发中需要用到的代码，代码实现在：socket.c以及socket.h中

1. socket

功能：初始化socket并打开对应的socket

参数说明：

• sn：所需要打开的socket
• protocol：协议类型
• port：相应的端口号
• flag：特殊的socket模式

uint8_t socket(uint8_t sn, uint8_t protocol, uint16_t port, uint8_t flag)
{
   uint8_t ret;
   if (
        ((protocol&0x0F) == Sn_MR_TCP)    ||
        ((protocol&0x0F) == Sn_MR_UDP)    ||
        ((protocol&0x0F) == Sn_MR_IPRAW)  ||
        ((protocol&0x0F) == Sn_MR_MACRAW) ||
        ((protocol&0x0F) == Sn_MR_PPPOE)
      )
   {
      close(sn);
      IINCHIP_WRITE(Sn_MR(sn) ,protocol | flag);
      if (port != 0) {
         IINCHIP_WRITE( Sn_PORT0(sn) ,(uint8_t)((port & 0xff00) >> 8));
         IINCHIP_WRITE( Sn_PORT1(sn) ,(uint8_t)(port & 0x00ff));
      } else {
         local_port++; // if don't set the source port, set local_port number.
         IINCHIP_WRITE(Sn_PORT0(sn) ,(uint8_t)((local_port & 0xff00) >> 8));
         IINCHIP_WRITE(Sn_PORT1(sn) ,(uint8_t)(local_port & 0x00ff));
      }
      IINCHIP_WRITE( Sn_CR(sn) ,Sn_CR_OPEN); // run sockinit Sn_CR

      /* wait to process the command... */
      while( IINCHIP_READ(Sn_CR(sn)) )
         ;
      /* ------- */
      ret = 1;
   }
   else
   {
      ret = 0;
   }
   return ret;
}

2. connect

功能： 客户端模式下为通道建立连接服务器。这个函数一直等待，直到连接建立。

参数说明：

• sn：socket编号
• addr：目标IP地址（需要连接的服务器IP地址）
• port：目标端口（服务器端口）

uint8_t connect(uint8_t sn, uint8_t * addr, uint16_t port)
{
    uint8_t ret;
    if							
        (
            ((addr[0] == 0xFF) && (addr[1] == 0xFF) && (addr[2] == 0xFF) && (addr[3] == 0xFF)) ||
            ((addr[0] == 0x00) && (addr[1] == 0x00) && (addr[2] == 0x00) && (addr[3] == 0x00)) ||
            (port == 0x00)
        )
    {
      ret = 0;
    }
    else
    {
        ret = 1;
        IINCHIP_WRITE( Sn_DIPR0(sn), addr[0]);
        IINCHIP_WRITE( Sn_DIPR1(sn), addr[1]);
        IINCHIP_WRITE( Sn_DIPR2(sn), addr[2]);
        IINCHIP_WRITE( Sn_DIPR3(sn), addr[3]);
        IINCHIP_WRITE( Sn_DPORT0(sn), (uint8_t)((port & 0xff00) >> 8));
        IINCHIP_WRITE( Sn_DPORT1(sn), (uint8_t)(port & 0x00ff));
        
				IINCHIP_WRITE( Sn_CR(sn) ,Sn_CR_CONNECT);
				
        while ( IINCHIP_READ(Sn_CR(sn) ) ) ;	

        while ( IINCHIP_READ(Sn_SR(sn)) != SOCK_SYNSENT )
        {
            if(IINCHIP_READ(Sn_SR(sn)) == SOCK_ESTABLISHED)
            {
                break;
            }
            if (getSn_IR(sn) & Sn_IR_TIMEOUT)
            {
                IINCHIP_WRITE(Sn_IR(sn), (Sn_IR_TIMEOUT));
                ret = 0;																		
                break;
            }
        }
    }

   return ret;
}

3. send

功能：用于TCP模式发送数据

参数说明：

• sn：socket编号
• buf：发送数据缓冲区
• len：发送数据缓冲区的大小

uint16_t send(uint8_t sn, const uint16_t * buf, uint16_t len)
{
  uint8_t status=0;
  uint16_t ret=0;
  uint16_t freesize=0;

  if (len > getIINCHIP_TxMAX(sn)) 
			ret = getIINCHIP_TxMAX(sn); 
  else ret = len;
  do
  {
    freesize = getSn_TX_FSR(sn);
    status = IINCHIP_READ(Sn_SR(sn));
    if ((status != SOCK_ESTABLISHED) && (status != SOCK_CLOSE_WAIT))
    {
      ret = 0;
      break;
    }
  } 
	while (freesize < ret);
  send_data_processing(sn, (uint8_t *)buf, ret);			 
  IINCHIP_WRITE( Sn_CR(sn) ,Sn_CR_SEND);

  /* wait to process the command... */
  while( IINCHIP_READ(Sn_CR(sn) ) );

  while ( (IINCHIP_READ(Sn_IR(sn) ) & Sn_IR_SEND_OK) != Sn_IR_SEND_OK )
  {
    status = IINCHIP_READ(Sn_SR(sn));
    if ((status != SOCK_ESTABLISHED) && (status != SOCK_CLOSE_WAIT) )
    {
      printf("SEND_OK Problem!!\r\n");
      close(sn);
      return 0;
    }
  }
  IINCHIP_WRITE( Sn_IR(sn) , Sn_IR_SEND_OK);

#ifdef __DEF_IINCHIP_INT__
   putISR(sn, getISR(sn) & (~Sn_IR_SEND_OK));
#else
   IINCHIP_WRITE( Sn_IR(sn) , Sn_IR_SEND_OK);
#endif

   return ret;
}

4. recv

功能：用于TCP模式接收数据

参数说明：

• sn：socket编号
• buf：接收数据缓冲区
• len：接收数据缓冲区的大小

uint16_t recv(uint8_t sn, uint8_t * buf, uint16_t len)
{
   uint16_t ret=0;
   if ( len > 0 )
   {
      recv_data_processing(sn, buf, len);
      IINCHIP_WRITE( Sn_CR(sn) ,Sn_CR_RECV);
      /* wait to process the command... */
      while( IINCHIP_READ(Sn_CR(sn) ));
      /* ------- */
      ret = len;
   }
   return ret;
}

5. close

功能：关闭socket

参数说明：

• sn：socket编号

void close(uint8_t sn)
{
   IINCHIP_WRITE( Sn_CR(sn) ,Sn_CR_CLOSE);

   /* wait to process the command... */
   while( IINCHIP_READ(Sn_CR(sn) ) )
      ;
   /* ------- */
        /* all clear */
   IINCHIP_WRITE( Sn_IR(sn) , 0xFF);
}