MCU无法检测到W5500是怎么回事？

针对MCU无法检测到W5500的问题（GD32F303、N32G457上报错，仅STM32F103正常），结合您描述的环境一致性（相同SPI接口、引脚配置、BSP修改），以下是系统性的排查建议和解决方案：

关键排查点

1. 
   

   SPI时序兼容性  

   
   
   
   
   • 时钟极性/相位（CPOL/CPHA）：
     
     确认所有MCU的SPI模式与W5500要求一致（仅支持Mode 0（CPOL=0, CPHA=0） 或 Mode 3（CPOL=1, CPHA=1））。  
     
     
     
     • 检查drv_spi.c中SPI配置结构体（如rt_spi_configuration）：  
       

       cfg.mode = RT_SPI_MASTER | RT_SPI_MODE_0 | RT_SPI_MSB; // 优先使用Mode 0

     
     
   
   
   • 时钟频率：
     
     降低初始调试频率（例如 1-2 MHz），排除高速时序问题：  
     

     cfg.max_hz = 1 * 1000 * 1000; // 调整为1MHz测试

   
   
   
   


2. 
   

   复位（RST）时序
   
   W5500要求复位脉冲低电平维持至少 500ns，复位后需等待 2ms 以上再操作：

   
   

   // 复位代码示例（需严格时序）
   
   rt_pin_write(RST_PIN, PIN_LOW);
   
   rt_hw_us_delay(1);       // 至少500ns，此处用1µs
   
   rt_pin_write(RST_PIN, PIN_HIGH);
   
   rt_thread_mdelay(5);     // 等待5ms确保芯片就绪

   
   


3. 
   

   片选（CS）信号问题  

   
   
   
   
   • 检查CS引脚是否被其他外设占用（如SPI Flash）。  
   
   
   • 在SPI传输函数中确认CS引脚被正确拉低/拉高：  
     

     // 手动控制CS（若自动CS失效）
     
     rt_pin_write(CS_PIN, PIN_LOW);
     
     spi_transfer_message(...); // SPI传输
     
     rt_pin_write(CS_PIN, PIN_HIGH);

   
   
   
   


4. 
   

   SPI总线锁冲突
   
   添加互斥锁防止多线程竞争：

   
   

   rt_mutex_take(&spi_lock, RT_WAITING_FOREVER); // 传输前加锁
   
   spi_wiz_read(addr, rx_buf);                   // SPI操作
   
   rt_mutex_release(&spi_lock);                  // 释放锁

   
   


5. 
   

   引脚复用冲突  

   
   
   
   
   • 确认GD32/N32的SPI引脚未被其他功能占用（如JTAG）：  
     
     
     
     • GD32F303：检查PA15(SPI_NSS)是否被JTAG占用，禁用JTAG：  
       

       rcu_periph_clock_enable(RCU_AF);
       
       gpio_pin_remap_config(GPIO_SWJ_SWDPENABLE_REMAP, ENABLE); // 仅启用SWD

     
     
     • N32G457：检查复用功能寄存器GPIOx_AF_CFG。
     
     
   
   
   
   


6. 
   

   电源和硬件连接  

   
   
   
   
   • 测量W5500的3.3V供电电压是否稳定（要求≥3.0V）。  
   
   
   • 检查所有SPI信号线（SCK、MOSI、MISO、CS）的连通性（万用表测试短路/断路）。  
   
   
   • 确认MCU与W5500的共地连接。
   
   
   
   

诊断步骤

1. 
   

   读取W5500版本寄存器（0x00地址）
   
   在初始化代码中添加调试输出，直接读取芯片ID：

   
   

   uint8_t rx_buf[2];
   
   spi_wiz_read(0x00, rx_buf, 2); // 读取版本寄存器
   
   rt_kprintf("Chip ID: 0x%02X%02Xn", rx_buf[0], rx_buf[1]); // 正常应为0x0400

   
   
   
   
   • 若读回0xFFFF或0x0000：SPI通信失败。
   
   
   
   


2. 
   

   逻辑分析仪抓取SPI波形
   
   对比STM32F103与异常MCU的SPI时序：  

   
   
   
   
   • CS、SCK、MOSI信号是否正常？  
   
   
   • MOSI数据是否符合预期（W5500读命令格式：0x00 + 地址）？  
   
   
   • MISO是否有数据返回？
   
   
   
   


3. 
   

   替换SPI底层驱动
   
   若问题集中在特定MCU，临时替换为软件模拟SPI（bit-banging）测试硬件SPI控制器问题：

   
   

   // 示例：软件SPI写1字节
   
   void soft_spi_write(uint8_t data) {
   
      for (int i=0; i<8; i++) {
   
          rt_pin_write(CLK_PIN, PIN_LOW);
   
          rt_pin_write(MOSI_PIN, (data >> (7-i)) & 0x01);
   
          rt_hw_us_delay(1);
   
          rt_pin_write(CLK_PIN, PIN_HIGH);
   
          rt_hw_us_delay(1);
   
      }
   
   }

   
   

特定MCU注意事项

• 
  

  GD32F303：
  
  确认时钟树配置（APB总线时钟），SPI时钟源可能依赖rcu_apb_clock，检查rcu_periph_clock_enable(RCU_SPIx)是否使能。

  
  


• 
  

  N32G457：
  
  检查SPI的DMA配置（若启用），关闭DMA功能进行基础测试：

  
  

  spi_init(SPIx, SPI_MODE_MASTER, SPI_CLK_DIV8, SPI_CK_PL_LOW_PH_1EDGE); // 简化配置

  
  

补充建议

• 更新驱动与BSP
  
  升级RT-Thread到最新版本（如v4.1.2），并检查是否有W5500驱动补丁。


• 检查中断冲突
  
  确保INT引脚配置为浮空输入（默认无中断触发）：
  

  rt_pin_mode(INT_PIN, PIN_MODE_INPUT_PULLUP); // 上拉输入

通过以上步骤，90%的问题可定位到SPI时序、复位时序或硬件连接。重点优先检查SPI模式、CS信号动作和复位延时，这三者是最常见的原因。

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