網絡卸載模塊，開放源代碼-WIZ820io用戶手冊

大家好，WIZnet推出了网络卸载模块，开放源代码的WIZ820io啦，今天我给大家分享一下它的源代码吧 ～～

1. 简介

WIZ820io是一个高度集成的以太网控制模块，其集成了全硬件TCP/IP芯片W5200（内嵌以太网物理层）、带有以太网变压器的RJ45（MAG-JACK）以及其他外围电路。使用WIZ820io，用户可以快速地评估W5200并无需设计与以太网相关的繁琐的外围电路。

针对在已有的产品中构架以太网功能的用户，WIZ820io将是一个理想的选择。

有关全硬件TCP/IP芯片的详细信息，请参考W5200的数据手册。

WIZ820io由W5200和MAG-JACK所构成。

• TCP/IP协议栈，以太网MAC: W5200
• 以太网物理层: 内嵌于W5200
• 以太网接口: MAG-JACK(带有以太网变压器的RJ45

1.1 产品特性

• 支持10/100BaseT
• 支持全/半双工通信
• 支持自动握手（auto-negotiation）和自动极性变换
• 兼容IEEE 802.3/802.3u
• 支持高速SPI接口(SPI模式0或3)
• I/O口工作电压为3.3V，最高耐压为5V
• 具有多种网络状态信号输出
• 内部集成了TCP, IPv4, UDP, ICMP, ARP, PPPoE, IGMP等网络协议
• 内嵌以太网DLC和MAC层
• 支持8个端口同时通信
• 具有休眠模式，降低功耗
• 支持网络唤醒
• 提供Socket API，方便程序移植
• 双排2.54mm间隔1 x 6插针，便于使用
• 精巧的设计: 23mm x 25mm (PCB尺寸)

2. 管脚定义与说明

2.1 管脚定义

2.2 管脚说明

管脚编号		I/O	管脚名称	说明
J1	1	P	GND	接地
	2	P	GND	接地
	3	I	MOSI	Master Out Slave In SPI MOSI信号管脚
	4	I	SCLK	SPI 时钟 SPI时钟信号管脚
	5	I	nSS	SPI Slave Select : 低电平有效 该管脚用于选择从设备，低电平有效
	6	O	nINT	Interrupt : 低电平有效 该管脚用于输出W5200产生的中断信号，例如：连接、断开、接收数据超时, 和WOL (Wake on LAN)。 该中断被IR或Sn_IR(Socket n-th Interrupt Register)寄存器清空。
J2	1	P	GND	接地
	2	P	3V3D	电源: 3.3V
	3	P	3V3D	电源: 3.3V
	4	I	PWDN	Power Down : 高电平有效 该管脚用于工作模式选择。 Low: 正常模式 High: 启动低功耗(Power Down)模式
	5	I	nRESET	Reset: 低电平有效 该管脚用于初始化W5200。 当初始化W5200时，该管脚需维持至少2us低电平，并且至少维持150ms高电平。
	6	O	MISO	Master In Slave Out SPI MISO信号管脚

3. SPI操作

WIZ820io是一个SPI从设备，其接收SPI主设备的指令并按照指令工作。SPI主设备通过SPI接口来控制W5200，SPI接口由以下4个信号所组成：从设备选择信号(nSS), SPI时钟信号(SCLK), MOSI(Master Out Slave In)信号和MISO(Master In Slave Out)信号。

SPI有4种工作模式：Mode 0~3。每种模式根据SCLK信号的极性(polarity)和相位(phase)的不同而有所差异。W5200作为SPI从设备，支持最常见的SPI模式0和模式3。

SPI模式0和模式3之间唯一的差别就是SCLK信号的极性在闲置时的不同。无论是SPI模式0或模式3，在SCLK处于上升沿时，数据都将被锁定，并且在SCLK处于下降沿时，数据将被送出。

3.1 通用SPI主设备操作例

1. 配置主设备I/O口的方向

2. 闲置时将nSCS置高

3. 在SPDR寄存器(SPI Data Register)中写入要发送的目的地址

4. 在SPDR寄存器中写入OP代码和数据长度

5. 把要传送的数据写入SPDR寄存器

6. 将nSCS置低，数据传送开始

7. 等待数据传送结束

8. 数据传送结束后，将nSCS置高

                         

3.2 读操作

进行读操作时，需首先将nSS置低，然后通过MOSI依次输出地址、OP代码、数据长度和哑元数据(dummy data)，数据字节将从MISO管脚输入。OP=0是选择读操作，OP=1则是选择写操作。

W5200的SPI支持单字节和多字节读操作。单字节读操作由4个指令组成：16位地址、1位OP代码(0)、15位数据长度和8位哑元数据；多字节读操作在发送读指令和数据长度后，需连续发送哑元数据。为区分单字节操作和多字节操作，需要定义数据长度。如果长度为1，则为单字节读操作，否则为多字节读操作。在nSS为低电平后，需将MISO置低。

#define data_read_command    0x00 uint16 addr;     //地址: 16bits int16 data_len;   // 数据长度 :15bits uint8 data_buf[];  // 数据数组 SpiSendData();   // 由MCU传送数据到 W5200 SpiRecvData();   // 由W5200接收数据到 MCU { ISR_DISABLE();  // 禁止中斷服務程序 CSoff();  // CS=0, SPI 开始 // Spi传送数据 SpiSendData(((addr+idx) & 0xFF00) >> 8);   // 地址字節 1 SpiSendData((addr+idx) & 0x00FF);    // 地址字節 2 //读数据命令 + 数据长度上限 7bits SpiSendData((data_read_command| ((data_len& 0x7F00) >> 8))); // 最后的数据长度8bits SpiSendData((data_len& 0x00FF));   //读数据:在 data_len> 1, 突發读取處理模式(Burst Read Processing Mode) for(int idx = 0; idx<data_len; idx++) { SpiSendData(0);  // 虚拟数据(dummy data) data_buf[idx] = SpiRecvData(idx);  // 读数据 } CSon();  //  CS=1, SPI 完结 ISR_ENABLE();  // 禁止中断服务程序

3.3 写操作

在nSS置低后，依次在MOSI输出地址、OP代码、数据长度和数据字节。

同样，W5200支持单字节写操作和多字节写操作。单字节写操作由4个指令组成：16位地址、1位OP代码(1)、15位数据长度和8位数据数组。单字节写操作时，数据长度需设置为1；而多字节写操作时，数据长度需设置为数据实际长度。在进行写操作时，在nSS进入低电平后，需将MSO置低。

#define data_write_command    0x80 uint16 addr;    //地址: 16bits int16 data_len;    //数据长度 :15bits uint8 data_buf[];  // 数据数组 {

SpiSendData();  //由MCU传送数据到 W5200

ISR_DISABLE();// 禁止中断服务程序 CSoff();// CS=0, SPI 开始 SpiSendData(((addr+idx) & 0xFF00) >> 8);  //地址字節 1 SpiSendData((addr+idx) & 0x00FF);  //地址字節 2 // 写数据命令 + 数据长度上限 7bits SpiSendData((data_write_command | ((data_len& 0x7F00) >> 8))); // 最后的数据长度8bits SpiSendData((data_len& 0x00FF)); //写数据:在 data_len> 1, 突發读取處理模式(Burst Read Processing Mode)  for(int idx = 0; idx<data_len; idx++) SpiSendData(data_buf[idx]); CSon();  // CS=1, SPI 完结      IINCHIP_ISR_ENABLE();  // 禁止中断服务程序

}

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