全部例程

W55MH32多个socket作为TCP客户端

W55MH32

更新于 2026年9月24日

本篇总结

使用 W55MH32 的 8 个硬件 Socket 同时作为 TCP 客户端,连接同一服务器进行数据回环测试。

🔑 KEIL MDK、UART调试、硬件TOE引擎、TCP、多Socket、DHCP

硬件平台:本例程基于 W55MH32L-EVB 开发板运行。

采购推荐:点击前往 WIZnet 官方淘宝店铺 选购 W55MH32L-EVB

本示例演示使用 W55MH32 的 8 个硬件 Socket 同时作为 TCP 客户端,连接同一服务器进行数据回环测试。核心是主循环持续调用 multi_tcpc_socket() 函数,函数内部通过静态变量 socket_sn 自增轮流切换 8 个 Socket,每个 Socket 独立维护 SOCK_CLOSED → SOCK_INIT → SOCK_ESTABLISHED 状态机。

前置工具准备

开始本例程前,请确认以下工具已安装:

TCP 协议与多 Socket

W55MH32 的 TOE 引擎提供 8 个独立硬件 Socket,每个 Socket 可以独立配置为 TCP 客户端、TCP 服务器或 UDP 模式。多 Socket TCP 客户端模式下,8 个 Socket 同时连接同一服务器(或不同服务器),每个 Socket 独立维护连接状态和数据收发。

  • 8 个独立 Socket:Socket 0-7,各自独立运行状态机
  • 轮询切换:主循环调用 multi_tcpc_socket(),函数内通过 socket_sn 自增轮流处理每个 Socket
  • 共享缓冲:所有 Socket 共用一个 ethernet_buf,因为同一时刻只有一个 Socket 在处理
  • 独立端口:每个 Socket 使用不同源端口(50000 起递增)连接服务器

多 Socket 的优势

多 Socket 模式可同时维护多条 TCP 连接,适用于多客户端并发通信场景。例如物联网网关同时连接多个服务器上报数据,或同时与多个设备建立连接。W55MH32 硬件协议栈自动处理每条连接的 TCP 状态,CPU 只需轮询处理,无需软件多路复用。

硬件连接与拓扑

请注意:

测试需要 PC 端和 W55MH32 处于同一网段。PC 端需运行 TCP 服务器程序,可接受 8 个客户端连接。

  1. Micro USB 线连接 DEBUG USB 口到 PC(供电 + 调试串口)
  2. 网线连接开发板 RJ45 网口 到路由器 LAN 口
┌─────────────────────────────────┐
│ 路由器(DHCP Server) │
│ 192.168.1.1 │
└────┬──────────────────┬───────────┘
│ │
┌────┴──────┐ ┌────┴──────┐
│ W55MH32 │ │ PC │
│8x TCP Clt │ │SocketTester│
│Sock 0-7 │ │TCP Server │
│ IP: DHCP │ │ port:8080 │
└───────────┘ └───────────┘
↑ ↑
DEBUG USB ──→ WIZ UartTool
网络拓扑:W55MH32 的 8 个 Socket 同时作为 TCP 客户端连接 PC 服务器

工程结构

工程位于 SDK 内 1.SDK\ModuleDemo\WZTOE\4.TCP_Client_Multi\,核心文件如下:

4.TCP_Client_Multi/
├── Project/
│   └── Project.uvprojx       ← Keil 工程文件
└── USER/
    ├── main.c                ← 初始化 + 多 Socket TCP 客户端主循环
    ├── tcp_client_multi_socket/
    │   ├── tcp_client_multi_socket.c  ← multi_tcpc_socket() 状态机核心
    │   └── tcp_client_multi_socket.h
    ├── wiz_interface/
    │   ├── wiz_interface.c   ← DHCP / PHY 检测 / 网络初始化
    │   └── wiz_interface.h
    ├── uart/
    │   ├── bsp_uart.c        ← 调试串口 + printf 重定向
    │   └── bsp_uart.h
    └── delay/
        └── delay.c/h          ← SysTick 毫秒延时

步骤1:主循环运行多 Socket TCP Client

文件:USER/main.c

uint8_t  dest_ip[4]   = {192, 168, 1, 20};
uint16_t dest_port    = 8080;

while (1)
{
    multi_tcpc_socket(ethernet_buf, dest_ip, dest_port);
}

主循环中持续调用 multi_tcpc_socket() 处理 TCP 客户端状态机。所有 Socket 共用同一个 ethernet_buf 缓冲区,连接同一服务器(192.168.1.20:8080)。

步骤2:multi_tcpc_socket() 轮询状态机

multi_tcpc_socket() 函数基于 getSn_SR(socket_sn) 返回的 Socket 状态执行对应操作。关键在于函数末尾通过静态变量 socket_sn 自增,每次调用处理一个 Socket,下一轮处理下一个 Socket,8 个 Socket 轮询切换。

文件:USER/tcp_client_multi_socket/tcp_client_multi_socket.c | 函数:multi_tcpc_socket()

uint8_t  socket_sn = 0;
uint16_t any_port  = 50000;

int32_t multi_tcpc_socket(uint8_t *buf, uint8_t *destip, uint16_t destport)
{
    int32_t  ret;
    uint16_t size = 0, sentsize = 0;

    switch (getSn_SR(socket_sn))
    {
    case SOCK_ESTABLISHED:                          // 连接已建立
        if (getSn_IR(socket_sn) & Sn_IR_CON)        // 连接成功中断
        {
            setSn_IR(socket_sn, Sn_IR_CON);         // 清除中断标志
        }
        if ((size = getSn_RX_RSR(socket_sn)) > 0)   // 有数据到达
        {
            if (size > DATA_BUF_SIZE) size = DATA_BUF_SIZE;
            ret = recv(socket_sn, buf, size);        // 接收数据
            buf[size] = 0x00;
            if (ret <= 0) return ret;
            size     = (uint16_t)ret;
            sentsize = 0;
            // 回环发送
            while (size != sentsize)
            {
                ret = send(socket_sn, buf + sentsize, size - sentsize);
                if (ret < 0) { close(socket_sn); return ret; }
                sentsize += ret;
            }
        }
        break;
    case SOCK_CLOSE_WAIT:                           // 服务器主动断开
        disconnect(socket_sn);
        break;
    case SOCK_INIT:                                 // Socket已打开,等待连接
        connect(socket_sn, destip, destport);       // 连接服务器
        break;
    case SOCK_CLOSED:                               // Socket未打开
        close(socket_sn);
        socket(socket_sn, Sn_MR_TCP, any_port++, 0x00);  // 打开TCP Socket
        if (any_port == 0xffff) any_port = 50000;
        break;
    default:
        break;
    }

    /* 关键:处理完当前 Socket 后切换到下一个 */
    if (socket_sn < _WIZCHIP_SOCK_NUM_)
    {
        socket_sn++;
    }
    else
    {
        socket_sn = 0;
    }
    return 1;
}

轮询切换机制:函数末尾的 socket_sn++ 是核心。每次主循环调用该函数,只处理一个 Socket 的状态机,然后 socket_sn 自增,下次调用处理下一个。当 socket_sn 超过 8 时回绕到 0,实现 8 个 Socket 的循环轮询。

共享缓冲区说明

所有 Socket 共用同一个 ethernet_buf。因为同一时刻只有一个 Socket 在被处理(当前 socket_sn 对应的 Socket),用完缓冲区就切换到下一个,不会发生冲突。相比每 Socket 独立缓存,共享缓存节省内存。

如果你想自定义

  • 改目标 IP/端口 → 修改 main.c 中 dest_ip 和 dest_port
  • 减少 Socket 数量 → 修改 socket_sn 回绕的上限(如改为 4,只用 Socket 0-3)
  • 连接不同服务器 → 为每个 Socket 准备不同的 dest_ip 和 dest_port 数组,用 dest_ip[socket_sn] 替代

运行验证

打开 WIZ UartTool V1.0,连接 DEBUG USB 对应 COM 口(115200 / 8N1),观察开发板串口输出。8 个 Socket 会依次打开:

W55MH32 TCP Client Multi Socket example
PHY link
The current Mbtis speed : 100Mbps
The current Duplex Mode : Full-Duplex
DHCP running
DHCP success!
====================================================================================================
 W55MH32 network configuration : DHCP

 MAC         : 00:08:DC:00:0E:9A
 IP          : 192.168.1.6
 Subnet Mask : 255.255.255.0
 Gateway     : 192.168.1.1
 DNS         : 192.168.1.1
====================================================================================================

0:TCP client loopback start
0:Socket opened
1:TCP client loopback start
1:Socket opened
2:TCP client loopback start
2:Socket opened
3:TCP client loopback start
3:Socket opened
4:TCP client loopback start
4:Socket opened
5:TCP client loopback start
5:Socket opened
6:TCP client loopback start
6:Socket opened
7:TCP client loopback start
7:Socket opened

然后打开 SocketTester,设置为 TCP Server 模式,选择 PC 的 IP 地址和端口号(8080),点击"Listen"开始侦听。W55MH32 的 8 个 Socket 会依次连接服务器,连接成功后可向每个连接发送数据进行回环测试。

W55MH32 串口输出 — 8 个 Socket 依次打开并连接服务器
SocketTester TCP 服务器 — 8 个客户端连接与数据回环测试

常见问题

Q: 8个Socket能连接同一服务器吗

可以。W55MH32 的 8 个 Socket 可以分别作为 TCP 客户端,同时连接同一服务器的同一端口。服务器会看到 8 条独立的 TCP 连接,每条连接使用不同的客户端源端口(从 50000 起递增)。

Q: 为什么所有 Socket 共用一个 ethernet_buf

因为 multi_tcpc_socket() 每次只处理一个 Socket(当前 socket_sn 对应的 Socket),用完缓冲区后就切换到下一个。同一时刻只有一个 Socket 在读写缓冲区,不会冲突。这样设计节省了内存——如果每个 Socket 分配独立缓存,8 个 Socket 需要 8 倍内存。

Q: 8个Socket能连接不同的服务器吗

可以。只需为每个 Socket 准备不同的目标 IP 和端口数组,在调用 multi_tcpc_socket() 时传入对应的参数即可。本例为简化演示,8 个 Socket 连接同一服务器。

Q: 为什么有些Socket连接失败

可能原因:1) 服务器并发连接数限制;2) 端口冲突(any_port 溢出);3) 网络拥塞导致超时。检查服务器最大连接数设置,确保支持 8 个并发连接。

Q: 轮询8个Socket会影响性能吗

影响极小。TOE 硬件自动维护 TCP 协议栈,CPU 只需读取 Sn_SR 状态寄存器并执行对应操作。8 次 getSn_SR() 读取加状态处理的总耗时在微秒级,不会成为性能瓶颈。

总结

本文基于 W55MH32 硬件 TCP/IP 协议栈实现了多 Socket TCP 客户端模式通信:

  • 8 个独立 Socket:W55MH32 TOE 支持 8 个硬件 Socket,每个独立运行状态机
  • 轮询切换:multi_tcpc_socket() 通过 socket_sn 自增轮流处理每个 Socket,主循环持续调用即可
  • 共享缓冲:所有 Socket 共用 ethernet_buf,节省内存
  • 独立源端口:每个 Socket 使用不同源端口(any_port 从 50000 起递增),服务器可区分不同连接
  • 灵活扩展:可连接不同服务器、减少 Socket 数量,满足不同应用场景

下载本章例程

我们提供完整的工程文件以及配套开发板,方便你随时测试,快速完成产品开发:

开发环境: Keil MDK5 配套开发板

Andy

W5500 技术支持专家