MicroPython W5500 以太网实验｜ping 测试：原理 + 实操全解析

ping 测试实验

这里，我们首先进行 ping 测试实验，通过树莓派 Pico 控制 w5500 芯片使用用户设置的静态 IP 地址进行网络连接，然后我们在电脑上通过 ping 命令测试连接速度和延迟。

ping 测试是一种常用的网络诊断工具,用于检查网络连通性和延迟。Ping 测试的基本原理如下:

• 发送 ​ICMP​​​ 回显请求​：ping 工具发送一个 ICMP（Internet Control Message Protocol）回显请求数据包到目标设备
• ​等待响应​：目标设备收到请求后，返回一个 ICMP 回显应答数据包
• ​计算时间​：ping 工具记录从发送请求到收到响应的时间，通常以毫秒(ms)为单位

我们可以直接打开终端，在终端中使用 ping 命令完成 Ping 测试：

首先，我们使用 ipconfig 命令查看网络适配器的详细信息，包括 IP 地址、子网掩码、默认网关以及其他网络配置参数：

在**以太网适配器 以太网部分详细描述了计算机的以太网（有线网络）连接的网络配置，可以看到，我们电脑主机地址为 192.168.1.6，如果你是通过 ETH直连网线 将 W5500 以太网模块和电脑连接的话，那么该地址为主机地址；但如果你的电脑通过 WiFi 连接到与 W5500 以太网模块相同连接的路由器下，那么对应无线局域网适配器 WLAN**部分的 IPv4 地址即为主机地址：

我们接下来对 W5500 模块配置的子网掩码和默认网关与主机地址相同。

我们尝试 ping 一下电脑主机，在 ping 命令后添加电脑主机的 IP 地址 ping 192.168.1.6：

可以看到，返回了几种类型的数据：

• ​数据包大小​：发送的数据包的大小，通常为 32 字节；
• ​**时间（time​​）**​：往返时间，即从发送请求到收到应答的时间；
• ​**生存时间（TTL​​，Time to Live）**​：数据包在网络中传输的最大跳数，反映了数据包经过的路由器数量。

我们可以通过添加 -l data_size 来指定数据包大小为 data_size ：

ping -l 64 192.168.1.6

也可以通过添加 -t 参数指定一直去 ping:

ping -t 192.168.1.6

以下代码可以在我们提供的资料包中 elegance-devkit v1\Demo\40 ETH_TCP_Ping 文件夹找到。

接下来我们初始化 W5500 网络芯片，并配置静态 IP 地址等网络参数，在终端通过 ping 命令不断测试网络连通：

# Python env   : MicroPython v1.23.0 on Wiznet W5500
# -*- coding: utf-8 -*-        
# @Time    : 2024/8/6 下午10:17   
# @Author  : 李清水            
# @File    : w5x00_Ping_Test.py       
# @Description : 以太网类实验，进行ping测试

# ======================================== 导入相关模块 ========================================

# 导入套接字模块
from usocket import socket
# 导入硬件相关模块
from machine import Pin,SPI
# 导入网络相关模块
import network
# 导入时间相关模块
import time

# ======================================== 全局变量 ============================================

# ======================================== 功能函数 ============================================

# 初始化网络接口
def w5x00_init() -> network.WIZNET5K:
    """
​    初始化 network.WIZNET5K 实例，设置静态 IP 地址并进行网络连接。

​    Args:
​        None

​    Returns:
​        network.WIZNET5K: 初始化并连接成功的 network.WIZNET5K 实例。

​    Raises:
​        None
​    """
​    ​# 初始化SPI对象
    spi = SPI(0, 2_000_000, mosi=Pin(19), miso=Pin(16), sck=Pin(18))
    # 实例化network.WIZNET5K类，传入使用的片选引脚CS和复位引脚RST
    nic = network.WIZNET5K(spi, Pin(17), Pin(20))
    # 激活网络接口
    nic.active(True)
    # 设置静态IP地址：主机地址、子网掩码、网关地址和DNS服务器地址
    nic.ifconfig(('192.168.1.20', '255.255.255.0', '192.168.1.1', '8.8.8.8'))

    # 若是没有连接网络，则循环执行
    while not nic.isconnected():
        time.sleep(1)
        # 输出寄存器信息
        print(nic.regs())

    # 打印设置的IP地址
    print("IP Address:", nic.ifconfig()[0])
    print("Subnet Mask:", nic.ifconfig()[1])
    print("Gateway:", nic.ifconfig()[2])
    print("DNS:", nic.ifconfig()[3])

    # 返回network.WIZNET5K实例
    return nic

# ======================================== 自定义类 ============================================

# ======================================== 初始化配置 ==========================================

# 延时3s，等待器件上电
time.sleep(3)
# 打印调试信息
print("FreakStudio : Using W5x00 Ethernet to do Ping Test")

# 创建LED对象
led = Pin(25, Pin.OUT)
# 初始化网络接口
nic = w5x00_init()

# ========================================  主程序  ===========================================

while True:
    # 闪烁LED灯，表示代码还在运行
    led.value(1)
    time.sleep(1)
    led.value(0)
    time.sleep(1)
    # 在终端使用Ping命令，测试连接
    print("try ping", nic.ifconfig()[0])

在设置静态 IP 地址中主机地址时，我们可以使用 Advanced IP Scanner 软件扫描，看看当前网络上连接设备的主机地址，然后挑选没有被占用的主机地址来设置 w5500 芯片的主机地址：

这里，我们使用 192.168.1.20 作为 w5500 芯片的主机地址。烧录代码，打开远程终端：

可以看到首先输出 w5500 芯片寄存器的相关数据，可以用于调试，其中：

• ​Wiz CREG：​这是 W5x00 芯片的通用寄存器,包含了芯片的基本配置信息,如硬件版本、MAC 地址等，这些信息通常在初始化时被读取并保存
• ​Wiz SREG[0]-[3]：​这些是 W5x00 的 Socket 寄存器,每个 Socket 都有一组相关的寄存器，这里展示了 4 个 Socket 的寄存器内容

然后输出了设置的静态 IP 地址，与电脑连接成功后，输出 try ping 192.168.1.20 调试信息：

我们打开另一个终端，输入 ping 192.168.1.20，可以看到 ping 测试验证成功通过。