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STM32 使用 W5500 实现以太网通信（Web 服务器或 Modbus TCP）

在嵌入式系统中，以太网通信是实现远程监控、数据交互、设备联网的重要手段。STM32 微控制器虽然不自带 MAC+PHY 硬件，但借助以太网控制芯片 W5500，可以轻松构建基于 TCP/IP 协议栈的以太网通信应用，如 Web 服务器、Modbus TCP 通信等。

本文将介绍如何通过 W5500 模块配合 STM32 实现以太网通信，涵盖硬件接口、驱动初始化、网络配置、Web 服务器实现、Modbus TCP 应用实例等内容，帮助开发者快速搭建网络通信系统。

一、W5500 简介

W5500 是由 Wiznet 公司推出的一款基于硬件 TCP/IP 协议栈的以太网控制芯片，具备以下特点：

支持 10/100M 全双工以太网通信集成 8 个独立的 Socket（支持 TCP/UDP）内部集成 TCP/IP 协议栈（无需外部协议栈）使用 SPI 接口与 MCU 通信支持硬件自动应答和数据缓冲

相比软件协议栈，W5500 的 TCP/IP 功能由硬件处理，大大减轻了 MCU 负担，非常适合资源受限的 STM32 微控制器使用。

二、硬件连接

STM32 与 W5500 之间使用 SPI 接口通信，典型接线如下：

三、W5500 驱动与初始化

1. 使用 Wiznet 官方驱动

Wiznet 官方提供了 ioLibrary，支持 W5500 的底层驱动和 Socket API，包含以下组件：

socket.c / socket.h：Socket 通信接口w5500.c / w5500.h：寄存器读写驱动spi.c：需要用户自行实现 SPI 读写函数wizchip_conf.c：W5500 配置接口

2. SPI 接口函数实现

你需实现如下 SPI 接口函数供驱动调用：

uint8_tspi_read_byte(void);voidspi_write_byte(uint8_tbyte);voidcs_select(void);voidcs_deselect(void);voidreset_w5500(void);

3. 初始化 W5500 网络参数

wiz_NetInfonet_info={.mac={0x00,0x08,0xdc,0x01,0x02,0x03},.ip={192,168,1,100},.sn={255,255,255,0},.gw={192,168,1,1},.dns={8,8,8,8},.dhcp=NETINFO_STATIC};voidw5500_init(void){wizchip_init(...);//Socketbuffer配置wizchip_setnetinfo(&net_info);//设置网络参数}

四、基于 W5500 实现 Web 服务器

1. 监听 HTTP 端口（80）

使用 W5500 socket API 启动 TCP 监听：

socket(0, Sn_MR_TCP,80,0);listen(0);

2. 接收 HTTP 请求并响应 HTML

if(getSn_SR(0) == SOCK_ESTABLISHED) {intlen = recv(0, buffer,sizeof(buffer));if(len >0) {// 解析 GET 请求if(strstr((char*)buffer,"GET /") !=NULL) {// 构造 HTTP 响应constchar*resp ="HTTP/1.1 200 OK\r\n""Content-Type: text/html\r\n\r\n""

Hello STM32!

"; send(0, (uint8_t*)resp,strlen(resp)); } } }

此时，PC 浏览器访问 http://192.168.1.100 即可看到页面显示。

五、基于 W5500 实现 Modbus TCP

1. Modbus TCP 简介

Modbus TCP 是基于 TCP 协议的 Modbus 协议，其帧结构如下：

[MBAP头][功能码][寄存器地址][长度/值]

MBAP头共 7 字节，用于标识事务 ID、协议号等。

2. Socket 配置

socket(1, Sn_MR_TCP,502,0);// 502 为 Modbus TCP 默认端口listen(1);

3. 接收并解析 Modbus TCP 帧

if(getSn_SR(1)==SOCK_ESTABLISHED){intlen=recv(1,modbus_buf,sizeof(modbus_buf));if(len>0){//提取MBAP头和功能码uint16_ttrans_id=(modbus_buf[0]<<8)|modbus_buf[1];uint8_tfunction=modbus_buf[7];if(function==0x03)//读取保持寄存器{uint16_treg_addr=(modbus_buf[8]<<8)|modbus_buf[9];uint16_treg_num=(modbus_buf[10]<<8)|modbus_buf[11];//构造响应帧modbus_buf[4]=0x00;modbus_buf[5]=3+2*reg_num;//长度modbus_buf[7]=0x03;//功能码modbus_buf[8]=2*reg_num;for(inti=0;i<reg_num;i++){modbus_buf[9+2*i]=0x00;//高字节modbus_buf[10+2*i]=reg_addr+i;//低字节}send(1,modbus_buf,9+2*reg_num);}}}

你也可以集成开源 Modbus TCP 协议栈（如 libmodbus 或 freemodbus）以实现更完善的功能。

六、调试建议与注意事项

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SPI 通信时钟不要过高：建议 ≤ 10MHz，避免 W5500 不响应；检查网络连通性：使用 ping 命令确认模块已接入网络；网页乱码问题：注意 HTTP 响应中的 Content-Type 设置；W5500 复位后需重新初始化网络参数；并发连接注意 socket 资源分配：W5500 最多支持 8 个 socket。

七、应用拓展方向

实现 MQTT 客户端/服务器：基于 socket 可实现轻量物联网通信；远程 OTA 升级：结合 W5500 传输固件文件并写入外部 Flash；与 SCADA 系统对接：通过 Modbus TCP 与上位机通信；W5500 + RTOS（如 FreeRTOS）：任务分离更适合多 socket 同时管理。

八、结语

使用 STM32 搭配 W5500 可以快速构建强大稳定的以太网通信能力，尤其适合低成本、对实时性和可靠性有要求的工业类设备。无论是简单的 Web 页面展示，还是工业标准 Modbus TCP 通信，W5500 都提供了极具性价比的解决方案。

如果你有更具体的应用场景（如动态网页、数据上报、Modbus 主站等），可以继续在此基础上扩展，我也可以提供更深入的代码和协议实现建议。

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