WIZnet W5500-EVB-Pico树莓派入门教程（一）

news2024/9/29 23:26:45

概述

        W5500-EVB-Pico是基于树莓派RP2040和完全硬连线TCP/IP控制器W5500的微控制器开发板-基本上与树莓派Pico板相同，但通过W5500芯片增加了以太网功能。

板载资源

        RP2040是Raspberry Pi的首款微控制器。它将我们的高性能、低成本和易用性的标志性价值观带入微控制器领域。 凭借大容量片上存储器、对称双核处理器复合体、确定性总线结构和丰富的外设集，以及我们独特的可编程 I/O （PIO） 子系统，它为专业用户提供了无与伦比的功能和灵活性。

  • RP2040规格参数
    • 双核Arm Cortex-M0 + @133MHz
    • 264KB 高速SRAM和2MB板载内存
    • 通过专用QSPI总线最高支持16MB的片外闪存
    • DMA控制器
    • 30个GPIO引脚，其中4个可用作模拟输入（12位精度）
    • 2路UART、2个SPI控制器和2个I2C控制器、16路PWM通道、1个定时器、1个RTC
    • 8个可编程I/O(PIO)状态机

W5500是一款高性价比的以太网芯片，其全球独一无二的全硬件TCPIP协议栈专利技术，解决了嵌入式以太网的接入问题，简单易用，安全稳定，是物联网设备的首选解决方案。

  • W5500芯片规格参数
    • 全硬件TCPIP协议栈
      • 支持TCP,UDP,ICMP,IPv4,ARP,IGMP,PPPoE协议
      • 硬件协议栈不受网络攻击，安全稳定
    • 8个独立的硬件Socket，各路通信互不影响
    • 32KB片上缓存供TCP/IP包处理
    • 集成802.3以太网MAC
    • 集成10BaseT / 100Base-T以太网PHY
    • 主机接口:SPI高速串行外设接口（最高80Mhz ）
    • 低功耗，工作温度40℃左右
    • 支持嵌入式操作系统：Linux & RTOS
    • 支持掉电模式 & UDP网络唤醒
    • 工作电压3.3V，I/O 5V耐压
    • 支持自动协商（全/半双工，10M/100M)
  • Micro-USB B接口，用于供电和下载程序
  • 3针ARM串行线调试(SWD)端口
  • 内置RJ45接口
  • 内置LDO

硬件规格

         如上图所示，W5500-EVB-Pico引脚直接连接到RP2040的GPIO。它具有与树莓派Pico板相同的引脚。但是，GPIO16、GPIO17、GPIO18、GPIO19、GPIO20、GPIO21连接在板内的W5500上。这些引脚使SPI通信与W5500使用以太网功能。如果您正在使用以太网功能，这些引脚不能用于任何其他目的。

         W5500-EVB-Pico内部使用的RP2040 GPIO如下表所示:

I/O

引脚名

描述

I

GPIO16

连接W5500的MISO接口

O

GPIO17

连接W5500的CS接口

O

GPIO18

连接W5500的SCLK接口

O

GPIO19

连接W5500的MOSI接口

O

GPIO20

连接W5500的RSTn接口

I

GPIO21

连接W5500的INTn接口

I

GPIO24

VBUS检测接口

O

GPIO25

用户LED口

I

GPIO29

用于ADC模式检测VSYS/3

        除了GPIO和接地引脚外，还有7个其他引脚接口：

引脚号

引脚名

描述

PIN40

VBUS

Micro-USB输入电压，连接到Micro-USB接口引脚1。理论上支持5V。

PIN39

VSYS

主系统输入电压，可在4.3V到5.5V的允许范围内变化，由板载LDO产生3.3V。

PIN37

3VE_EN

连接到板载LDO使能引脚。要禁用3.3V(也使RP2040和W5500断电)，将此引脚短至低。

PIN36

3V3

主3.3V电源给RP2040和W5500，由板载LDO产生。

PIN35

ADC_VREF

ADC电源(和参考)电压，并在W5500-EVB-Pico上通过滤波3.3V电源产生。

PIN33

AGND

GPIO26-29接地参考。

PIN30

RUN

RP2040使能引脚，复位RP2040，将该引脚短至低。

        工作条件：

属性

参数

工作温度

-20℃~85℃

Micro-USB输入电压

DC 5V（+/- 10%)

输入电压

DC 4.3V~5.5V

开发环境配置

        开发环境：Windows10/11，Visual Studio Code

        硬件准备：W5500-EVB-Pico开发板，网线，Micro USB数据线

步骤1：下载编译工具

        首先下载树莓派官方的开发环境配置工具：

GitHub - raspberrypi/pico-setup-windowshttps://github.com/raspberrypi/pico-setup-windows

        该工具集成了以下几个软件：
  • Arm GNU Toolchain
  • CMake
  • Ninja
  • Python3.9
  • Git for Windows
  • Visual Studio Code
  • OpenOCD

        进去之后选择：Download the lastest release下载最新版本即可

 步骤2：安装程序

        下载完成之后，双击.exe文件进行安装，选择好安装路径点击install，安装完成后勾选下载示例到文件夹

 第一个程序

USB虚拟串口打印示例

        在开始菜单找到Visual Studio Code，打开后会自动加载我们刚刚下载示例程序。打开hello_world文件夹下面usb文件夹下的hello_usb.c文件，该示例的功能是通过USB口自动打印"Hello,world"

编译

        点击最下方工具图标，选择Pico ARM GCC 作为我们的编译链

         在左侧选择CMake工具，点击hello_usb文件后面的下载按钮生成执行文件

 下载

        按住W5500-EVB-Pico的BOOTSEL按键后再通过USB插入电脑，之后再松开BOOTSEL按键。此时电脑会把W5500-EVB-Pico识别为大存储设备。

         我们打开build/hello_world/husb文件夹，将编译生成的后缀为.uf2文件拖入W5500-EVB-Pico中，即可完成下载。

 现象

        此时电脑上的大容量存储设备消失，表示程序下载完成。此时W5500-EVB-Pico会把USB虚拟成串行设备连接至电脑，我们用VS Code自带的串行监视器连接上W5500-EVB-Pico就可以查看打印信息了。

技术文档

树莓派pico参考资料

RP2040 Datasheet (raspberrypi.com)https://datasheets.raspberrypi.com/rp2040/rp2040-datasheet.pdf

树莓派 Pico 中文站https://pico.org.cn/

W5500参考资料

Overview | WIZnet Document Systemhttps://docs.wiznet.io/Product/iEthernet/W5500/overview

W5500-EVB-Pico原理图

W5500的 Schematic & Part list & Gerber File文件

Hardware-Files-of-WIZnet/02_iEthernet/W5500 at master · Wiznet/Hardware-Files-of-WIZnet (github.com)https://github.com/Wiznet/Hardware-Files-of-WIZnet/tree/master/02_iEthernet/W5500

         本期内容就分享到这里啦！下期给大家带来用配置静态IP地址的方式让W5500-EVB-Pico连接上以太网。觉得本篇文章写的不错的话点个关注！点个赞支持一下吧！

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