新手必看：W5500 TCP/IP协议栈入门基础与配置流程

从零开始玩转W5500：硬件协议栈的“傻瓜式”联网指南

你有没有遇到过这样的场景？项目急着要联网，结果一上来就得啃LwIP源码、配内存池、调TCP状态机……最后发现MCU资源快被吃光了，通信还时不时丢包。别急，今天我要给你介绍一个“外挂级”的解决方案——W5500。

这颗芯片就像给你的单片机装上了“网络外挂”，不用你懂TCP三次握手，也不用管什么ARP解析，只要会读写寄存器，分分钟就能让设备连上局域网。特别适合那些想快速实现联网功能，又不想深陷协议泥潭的开发者。

为什么选W5500？因为它真的省心

在物联网和工业控制领域，越来越多的小型终端需要稳定联网。但不是每个项目都有足够的RAM跑LwIP，也不是每个工程师都愿意花两周时间去移植协议栈。这时候，像W5500这种全硬件TCP/IP协议栈芯片就成了香饽饽。

它最大的亮点就是：所有网络层以上的协议处理全部由芯片内部硬件完成。换句话说，主控MCU只负责“搬数据”——你要发的数据扔给它，它自己打包发送；收到的数据它帮你拆好，通知你来取。整个过程，你几乎不用操心协议细节。

而且它支持8个独立Socket，SPI接口最高能跑到80MHz，STM32F1系列都能轻松驾驭。更关键的是，它能在裸机环境下运行，连RTOS都不需要，非常适合实时性要求高、资源紧张的应用。

芯片长什么样？先看核心能力

我们不堆参数，只讲对你开发有用的关键点：

特性	实际意义
全硬件TCP/IP栈	不占CPU资源，主控只需处理业务逻辑
SPI接口（Mode 0/3）	接口简单，几乎所有MCU都支持
8路独立Socket	可同时做客户端+服务器，或多连接通信
32KB Tx + 32KB Rx缓存	可按需分配，比如Web服务器多分Rx
支持静态IP/DHCP	组网灵活，插上网线就能自动获取地址
内置MAC+PHY	外围电路极简，RJ45带变压器直连即可

小贴士：它的封装是LQFP48，引脚不多，PCB布局友好。工作电压3.3V，记得加10μF和0.1μF去耦电容，电源稳了，通信才稳。

相比软件协议栈（如LwIP），W5500的优势非常明显：

CPU占用率极低：LwIP频繁中断处理报文，而W5500只在有数据或状态变化时才通知你；
开发难度大幅降低：不需要理解协议栈结构，也不用管理内存池；
移植成本几乎为零：换个MCU平台？只要SPI通了，驱动稍改就能用；
实时性更好：网络任务由硬件自主完成，不受系统调度影响。

所以如果你的项目MCU性能一般、开发周期紧、团队缺乏网络经验，W5500几乎是必选项。

怎么让它工作？四步走通流程

别被“寄存器配置”吓到，其实就四个步骤：接上SPI → 复位芯片 → 配网络参数 → 启动Socket。下面我们一步步拆解。

第一步：SPI通信搞定，才能说话

W5500通过SPI和主控通信，默认工作在Mode 0（CPOL=0, CPHA=0）。以STM32为例，初始化代码如下：

SPI_HandleTypeDef hspi1; void MX_SPI1_Init(void) { hspi1.Instance = SPI1; hspi1.Init.Mode = SPI_MODE_MASTER; hspi1.Init.Direction = SPI_DIRECTION_2LINES; hspi1.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_8BIT; hspi1.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW; hspi1.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_1EDGE; hspi1.Init.NSS = SPI_NSS_SOFT; // 软件控制CS hspi1.Init.BaudRatePrescaler = SPI_BAUDRATEPRESCALER_2; // ~42MHz hspi1.Init.FirstBit = SPI_FIRSTBIT_MSB; HAL_SPI_Init(&hspi1); }

注意：
- CS（片选）、INT（中断）、RST（复位）建议用GPIO单独控制；
- 波特率不要太激进，40MHz左右比较稳妥；
- 所有SPI操作都要封装成wiz_write(reg, data)和wiz_read(reg)函数，方便后续调用。

第二步：复位芯片，确认身份

上电后必须先复位，清空内部状态。可以通过写MR寄存器的第7位（RST位）来触发软复位：

#define MR 0x0000 #define RST 0x80 void w5500_reset() { wiz_write(MR, RST); // 写1触发复位 HAL_Delay(2); // 等待至少1ms if ((wiz_read(MR) & RST) == 0) { printf("W5500 reset OK.\r\n"); } }

复位完成后，强烈建议读一下版本号寄存器VERSIONR（地址0x00FE），确保是W5500：

if (wiz_read(0x00FE) == 0x04) { printf("Chip: W5500 detected.\r\n"); } else { printf("Error: Invalid chip ID!\r\n"); }

这个小动作能避免硬件焊接错误或者型号混淆的问题。

第三步：设置IP、MAC、网关这些基本信息

接下来要告诉W5500你是谁、怎么上网。主要配置四个寄存器：

寄存器	功能	地址
SHAR	MAC地址（6字节）	0x0009
SIPR	本地IP	0x000F
SUBR	子网掩码	0x0005
GAR	网关	0x0001

示例代码（静态IP）：

uint8_t mac[6] = {0x00, 0x08, 0xDC, 0x1A, 0x2B, 0x3C}; // OUI合规 uint8_t ip[4] = {192, 168, 1, 100}; uint8_t gw[4] = {192, 168, 1, 1}; uint8_t sub[4] = {255, 255, 255, 0}; void w5500_set_network_info() { wiz_write_buf(SHAR, mac, 6); wiz_write_buf(GAR, gw, 4); wiz_write_buf(SUBR, sub, 4); wiz_write_buf(SIPR, ip, 4); }

提醒：MAC地址前三个字节最好是厂商OUI，比如00:08:DC是WIZnet官方的，避免冲突。如果支持DHCP，可以跳过这些设置，后面再启用DHCP模式。

第四步：打开Socket，开始通信

这才是重头戏。W5500有8个Socket（0~7），每个都可以独立配置为TCP Server、Client、UDP等模式。我们以最常见的TCP Server为例。

Socket控制三板斧：

设模式（Sn_MR）
定端口（Sn_PORT）
发命令（Sn_CR）

#define SOCK_TCPSERVER 0 #define ECHO_PORT 5000 void tcp_server_init(uint8_t s) { wiz_write(Sn_MR(s), 0x01); // TCP模式 wiz_write_word(Sn_PORT(s), ECHO_PORT); // 监听5000端口 wiz_write(Sn_CR(s), 0x01); // OPEN命令 while (wiz_read(Sn_CR(s)) != 0); // 等待命令执行完毕 printf("TCP Server started on port %d\r\n", ECHO_PORT); }

执行完这段代码，Socket就进入了SOCK_INIT状态，等待客户端连接。

怎么知道有人连进来了？

有两种方式：轮询或中断。推荐使用INT引脚触发外部中断，效率更高。

一旦客户端连接成功，W5500会自动完成三次握手，并将Socket状态变为SOCK_ESTABLISHED。你可以通过检查中断标志Sn_IR_CON来判断新连接：

void tcp_server_task(uint8_t s) { uint8_t status = wiz_read(Sn_SR(s)); switch(status) { case SOCK_ESTABLISHED: if (getSnIR(s) & Sn_IR_CON) { setSnIR(s, Sn_IR_CON); // 清除连接中断标志 printf("New client connected.\r\n"); } if (getSnIR(s) & Sn_IR_RECV) { uint16_t len = getSnRX_RSR(s); // 获取可读数据长度 uint8_t buf[1024]; recv_data(s, buf, len); // 接收数据 send_data(s, buf, len); // 回显回去 setSnIR(s, Sn_IR_RECV); // 清接收中断 } break; case SOCK_CLOSE_WAIT: close_socket(s); // 对端关闭，我们也关 break; } }

这就是一个完整的TCP回显服务器逻辑。是不是比想象中简单得多？