全部例程

使用DHCP获取动态IPv4地址

W6300

更新于 2026年9月24日

本篇总结

在 W6300-EVB-M4 平台上通过 QSPI 接口驱动 W6300，完成 DHCP 动态获取 IP 地址、W6300 初始化并 Ping 测试验证连通性。

🔑 MH2457、QSPI、UART调试、硬件TOE引擎、DHCP

硬件平台：本例程基于 W6300-EVB-M4 开发板运行。

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本示例演示如何在 W6300 上通过 DHCP（动态主机配置协议）自动获取 IP 地址、子网掩码、网关、DNS 等网络配置参数。相比手动配置静态 IP，DHCP 实现了即插即用，设备入网即自动获取网络参数。

前置工具准备

开始本例程前，请确认以下工具已安装：

WIZ UartTool V1.0：串口调试工具：点击下载

DHCP 协议简介

DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）即动态主机配置协议，是一个应用层协议。它主要用于在 IP 网络中为客户端自动分配 IP 地址及其他相关网络配置参数，如子网掩码、默认网关、DNS 服务器地址等。这种动态分配的方式大大简化了网络管理员的工作，并且能够更有效地利用有限的 IP 地址资源。

DHCP 的工作原理分为四个阶段（DORA）：

阶段	方向	说明
Discover	Client → Server（广播）	客户端广播寻找 DHCP 服务器
Offer	Server → Client	服务器分配 IP 并提供网络参数
Request	Client → Server（广播）	客户端请求使用该 IP 地址
Ack	Server → Client	服务器确认分配，客户端完成配置

DHCP 报文各主要字段说明：

字段	说明
op	报文类型，1=Boot Request（客户端请求），2=Boot Reply（服务器响应）
htype	硬件类型，Ethernet=0x01
hlen	硬件地址长度，值为 6
xid	事务 ID，用于匹配请求与响应
ciaddr	客户端 IP 地址
yiaddr	你的（客户端）IP 地址，服务器分配的 IP
siaddr	下一服务器 IP 地址
giaddr	中继代理 IP 地址
chaddr	客户端 MAC 地址
Magic cookie	DHCP 标识，固定值 0x63825363
Option(53)	DHCP 消息类型：Discover/Offer/Request/Ack/Nak

Discover 报文实例：客户端通过 UDP 广播的方式发送 DHCP 发现报文，报文中包含了客户端 MAC 地址、主机名和请求的 IP 地址等信息。

Message type: Boot Request (1)            （op code为1，客户端请求报文）
Hardware type: Ethernet (0x01)
Hardware address length: 6
Hops: 0
Transaction ID: 0xbf600589
Seconds elapsed: 0
Bootp flags: 0x0000 (Unicast)
Client IP address: 0.0.0.0
Your (client) IP address: 0.0.0.0
Next server IP address: 0.0.0.0
Relay agent IP address: 0.0.0.0
Client MAC address: HP_b1:37:11 (64:4e:d7:b1:37:11)
Client hardware address padding: 00000000000000000000
Server host name not given
Boot file name not given
Magic cookie: DHCP
Option: (53) DHCP Message Type (Discover)
Option: (61) Client identifier
Option: (50) Requested IP Address (192.168.1.115)
Option: (12) Host Name
Option: (60) Vendor class identifier
Option: (55) Parameter Request List
Option: (255) End
Padding: 0000000000000000

Offer 报文实例：DHCP 服务器收到 Discover 报文后，从 IP 地址池选一个未分配的 IP 地址，将其和子网掩码、默认网关等信息封装进 Offer 报文以广播方式发给客户端。

Message type: Boot Reply (2)              （op code为2，服务器响应报文）
Hardware type: Ethernet (0x01)
Hardware address length: 6
Hops: 0
Transaction ID: 0xbf600589
Seconds elapsed: 0
Bootp flags: 0x0000 (Unicast)
Client IP address: 0.0.0.0
Your (client) IP address: 192.168.1.115
Next server IP address: 0.0.0.0
Relay agent IP address: 0.0.0.0
Client MAC address: HP_b1:37:11 (64:4e:d7:b1:37:11)
Client hardware address padding: 00000000000000000000
Server host name not given
Boot file name not given
Magic cookie: DHCP
Option: (53) DHCP Message Type (Offer)
Option: (54) DHCP Server Identifier (192.168.1.1)
Option: (51) IP Address Lease Time
Option: (6) Domain Name Server
Option: (1) Subnet Mask (255.255.255.0)
Option: (3) Router
Option: (255) End

其他报文信息这里就不一一展示了，感兴趣的朋友可以自行抓取查看。

W6300 的优势

W6300 SDK 内置了完整的 DHCP 客户端库（dhcp.c/h），DORA 状态机、报文组包、超时重试、IP 租约续租全部由库函数处理。你只需要：注册 1 秒定时器 → 设置 NETINFO_DHCP 模式 → 调用 network_init()。DHCP 失败时自动回退到静态 IP 配置。

硬件连接与拓扑

请注意：

PC 和开发板需接入同一路由器（同一网段）。路由器需开启 DHCP 服务（家用路由器默认开启）。

Micro USB 线连接 DEBUG USB 口到 PC（供电 + 调试串口）
网线连接开发板 RJ45 网口 到路由器 LAN 口
确保 W6300 与 MH2457 之间的 QSPI 连线正确（CSn、SCK、DATA0~DATA3）

    ┌─────────────────────────────────┐

    │     路由器（DHCP Server）         │

    │       192.168.1.1                │

    └────┬──────────────────┬───────────┘

         │                  │

    ┌────┴──────┐      ┌────┴──────┐

    │  W6300   │      │    PC     │

    │(DHCP Client)    │ (CMD ping) │

    └────┬──────┘      └───────────┘

         │ QSPI                  ↑

    ┌────┴──────┐          DEBUG USB

    │  MH2457   │──────────→ WIZ UartTool

    │  MCU      │

    └───────────┘

网络拓扑：路由器作为 DHCP Server 分配 IP，MH2457 通过 QSPI 驱动 W6300，开发板获取地址后 PC 可 ping 通

工程结构

工程核心文件如下：

Project/
├── main.c                    ← 系统入口：串口、GPIO、QSPI 初始化 + user_run()
└── USER/
    ├── user_main.c/h         ← 网络地址定义 + user_run() 主流程
    ├── wiz_platform.c/h      ← 平台适配：debug_usart_init、wizchip_gpio_init、hspi_init
    ├── wiz_interface.c/h     ← W6300 驱动接口：wizchip_initialize、network_init、PHY 检测
    ├── dhcp/
    │   ├── dhcp.c            ← DHCP 客户端状态机 (DORA)
    │   └── dhcp.h            ← DHCP 超时/端口/主机名定义
    └── wizchip_conf.h        ← WIZnet 配置与 wiz_NetInfo 定义

本例程相比 Network install 章节的核心新增：DHCP 客户端库的初始化、1 秒定时器注册、DHCP 状态机运行以及 IP 租约管理。

步骤1：注册 DHCP 定时器中断

文件：USER/wiz_interface.c — W6300 平台通过软件定时器链表为 DHCP 提供秒级时基。wiz_timer_handler() 由 1ms 定时器中断调用，累加到 1000 次后触发注册的回调函数。

void wiz_timer_handler(void)
{
    struct wiz_timer *temp;

    wiz_delay_ms_count++;

    temp = wiz_timer_head;
    while (temp != NULL)
    {
        temp->count_time++;

        if (temp->count_time >= temp->trigger_time)
        {
            temp->count_time = 0;
            temp->func();
        }

        temp = temp->next;
    }
}

在 dhcp.h 文件中，定义了 DHCP 超时时间、重试次数、端口号和主机名等内容：

/* Retry to processing DHCP */
#define MAX_DHCP_RETRY          2        ///< Maximum retry count
#define DHCP_WAIT_TIME          10       ///< Wait Time 10s

/* UDP port numbers for DHCP */
#define DHCP_SERVER_PORT        67       ///< DHCP server port number
#define DHCP_CLIENT_PORT        68       ///< DHCP client port number

#define MAGIC_COOKIE            0x63825363  ///< You should not modify it number.

#define DCHP_HOST_NAME           "WIZnet\0"

步骤2：启用 DHCP 动态获取

文件：USER/user_main.c — 将默认网络地址信息结构体中的模式改为 DHCP 模式。

/* network information */
wiz_NetInfo default_net_info = {
    .mac = {0x00, 0x08, 0xDC, 0x12, 0x34, 0x56},
    .ip = {192, 168, 1, 50},
    .sn = {255, 255, 255, 0},
    .gw = {192, 168, 1, 1},
    .dns = {0, 0, 0, 0},
    .ipmode = NETINFO_DHCP_V4,
    .dhcp = NETINFO_DHCP
};

请注意

使用 DHCP 动态获取 IP 时，必需将网络结构体配置中 dhcp 的值改为 NETINFO_DHCP，同时将 ipmode 设为 NETINFO_DHCP_V4，这样才能运行 DHCP 模式。

步骤3：DHCP 获取网络地址信息

文件：USER/user_main.c — 初始化完硬件和 W6300 之后调用 network_init 进行网络地址信息配置。

network_init(ethernet_buf, &default_net_info);

这个函数需要将 DHCP 处理用到的缓存数组以及默认网络地址信息传入，函数具体内容如下：

void network_init(uint8_t *ethernet_buff, wiz_NetInfo *conf_info)
{
    int ret;
    uint8_t tx_size[8] = {2U, 2U, 2U, 2U, 2U, 2U, 2U, 2U};
    uint8_t rx_size[8] = {2U, 2U, 2U, 2U, 2U, 2U, 2U, 2U};

    if (conf_info == NULL)
    {
        return;
    }

    (void)wizchip_init(tx_size, rx_size);

    if (conf_info->dhcp == NETINFO_DHCP)
    {
        conf_info->ipmode = NETINFO_DHCP_V4;
    }
    else
    {
        conf_info->ipmode = NETINFO_STATIC_V4;
    }

    wizchip_setnetinfo(conf_info);

    if (conf_info->dhcp == NETINFO_DHCP)
    {
        ret = wiz_dhcp_process(0, ethernet_buff, conf_info);

        if (ret == 0)
        {
            conf_info->dhcp = NETINFO_STATIC;
            conf_info->ipmode = NETINFO_STATIC_V4;
            wizchip_setnetinfo(conf_info);
        }
    }

    print_network_information();
}

在这个函数中，会先设置一遍网络地址到 W6300 中，然后判断模式是否为 DHCP 模式。如果为 DHCP 模式，则使用 wiz_dhcp_process 函数来执行 DHCP 进程，在通过 DHCP 方式成功获取到网络地址后更新到 W6300 中，最后将网络地址信息打印出来。wiz_dhcp_process 函数内容如下：

static uint8_t wiz_dhcp_process(uint8_t sn, uint8_t *buffer, const wiz_NetInfo *fallback_info)
{
    wiz_NetInfo conf_info;
    uint8_t dhcp_run_flag = 1;
    uint8_t dhcp_ok_flag = 0;

    wiz_add_timer(DHCP_time_handler, 1000);
    DHCP_init(sn, buffer);
    printf("DHCP running\r\n");

    while (1)
    {
        switch (DHCP_run())
        {
        case DHCP_IP_LEASED:
            if (dhcp_ok_flag == 0)
            {
                dhcp_ok_flag = 1;
                dhcp_run_flag = 0;
            }
            break;

        case DHCP_FAILED:
            dhcp_run_flag = 0;
            break;

        default:
            break;
        }

        if (dhcp_run_flag == 0)
        {
            printf("DHCP %s!\r\n", dhcp_ok_flag ? "success" : "fail");
            DHCP_stop();
            wiz_delete_timer(DHCP_time_handler);

            if (dhcp_ok_flag != 0U)
            {
                memset(&conf_info, 0, sizeof(conf_info));

                memcpy(conf_info.mac, fallback_info->mac, sizeof(conf_info.mac));
                getIPfromDHCP(conf_info.ip);
                getGWfromDHCP(conf_info.gw);
                getSNfromDHCP(conf_info.sn);
                getDNSfromDHCP(conf_info.dns);
                conf_info.ipmode = NETINFO_DHCP_V4;
                conf_info.dhcp = NETINFO_DHCP;

                wizchip_setnetinfo(&conf_info);
                return 1U;
            }

            return 0U;
        }
    }
}

在该函数体中，首先调用 wiz_add_timer 注册 DHCP 超时回调，再调用 DHCP_init 初始化 DHCP 配置，然后在主循环中运行 DHCP_run 函数。它负责组包发送 Discover/Request 报文、解析 Offer/Ack 响应以及超时处理。获取成功后通过 getIPfromDHCP 等接口取出地址并写入 W6300。DHCP_run 函数核心状态机如下：

uint8_t DHCP_run(void)
{
  uint8_t  type;
  uint8_t  ret;

  if(dhcp_state == STATE_DHCP_STOP) return DHCP_STOPPED;

  if(getSn_SR(DHCP_SOCKET) != SOCK_UDP)
      socket(DHCP_SOCKET, Sn_MR_UDP, DHCP_CLIENT_PORT, 0x00);

  ret = DHCP_RUNNING;
  type = parseDHCPMSG();

  switch ( dhcp_state ) {
      case STATE_DHCP_INIT     :
          DHCP_allocated_ip[0] = 0;
          DHCP_allocated_ip[1] = 0;
          DHCP_allocated_ip[2] = 0;
          DHCP_allocated_ip[3] = 0;
        send_DHCP_DISCOVER();
        dhcp_state = STATE_DHCP_DISCOVER;
        break;

    case STATE_DHCP_DISCOVER :
      if (type == DHCP_OFFER){
            DHCP_allocated_ip[0] = pDHCPMSG->yiaddr[0];
            DHCP_allocated_ip[1] = pDHCPMSG->yiaddr[1];
            DHCP_allocated_ip[2] = pDHCPMSG->yiaddr[2];
            DHCP_allocated_ip[3] = pDHCPMSG->yiaddr[3];
        send_DHCP_REQUEST();
        dhcp_state = STATE_DHCP_REQUEST;
      } else ret = check_DHCP_timeout();
          break;

    case STATE_DHCP_REQUEST :
      if (type == DHCP_ACK) {
        if (check_DHCP_leasedIP()) {
          dhcp_ip_assign();
          reset_DHCP_timeout();
          dhcp_state = STATE_DHCP_LEASED;
        } else {
          reset_DHCP_timeout();
          dhcp_ip_conflict();
          dhcp_state = STATE_DHCP_INIT;
        }
      } else if (type == DHCP_NAK) {
        reset_DHCP_timeout();
        dhcp_state = STATE_DHCP_DISCOVER;
      } else ret = check_DHCP_timeout();
    break;

    case STATE_DHCP_LEASED :
        ret = DHCP_IP_LEASED;
      if ((dhcp_lease_time/2) < dhcp_tick_1s) {
        type = 0;
        OLD_allocated_ip[0] = DHCP_allocated_ip[0];
        OLD_allocated_ip[1] = DHCP_allocated_ip[1];
        OLD_allocated_ip[2] = DHCP_allocated_ip[2];
        OLD_allocated_ip[3] = DHCP_allocated_ip[3];
        DHCP_XID++;
        send_DHCP_REQUEST();
        reset_DHCP_timeout();
        dhcp_state = STATE_DHCP_REREQUEST;
      }
    break;

    case STATE_DHCP_REREQUEST :
        ret = DHCP_IP_LEASED;
      if (type == DHCP_ACK) {
        dhcp_retry_count = 0;
        if (OLD_allocated_ip[0] != DHCP_allocated_ip[0] ||
            OLD_allocated_ip[1] != DHCP_allocated_ip[1] ||
            OLD_allocated_ip[2] != DHCP_allocated_ip[2] ||
            OLD_allocated_ip[3] != DHCP_allocated_ip[3])
        {
          ret = DHCP_IP_CHANGED;
          dhcp_ip_update();
        }
        reset_DHCP_timeout();
        dhcp_state = STATE_DHCP_LEASED;
      } else if (type == DHCP_NAK) {
        reset_DHCP_timeout();
        dhcp_state = STATE_DHCP_DISCOVER;
      } else ret = check_DHCP_timeout();
        break;

    default :
        break;
  }

  return ret;
}

状态机说明

DHCP_run 通过状态机驱动整个流程：STATE_DHCP_INIT 发送 Discover 报文；收到 Offer 后进入 STATE_DHCP_REQUEST 发送 Request；收到 Ack 且 IP 无冲突则进入 STATE_DHCP_LEASED；租约过半时进入 STATE_DHCP_REREQUEST 续租。任一阶段超时均由 check_DHCP_timeout 处理重试。

运行验证

烧录例程运行后，首先进行 PHY 链路检测，然后运行 DHCP 获取网络地址信息并打印。打开 WIZ UartTool V1.0，连接 DEBUG USB 对应 COM 口（115200 / 8N1），预期串口输出如下：

MH2457 W6300 QSPI example start
W6300 DHCP example
PHY link
The current Mbtis speed : 100Mbps
The current Duplex Mode : Full-Duplex
DHCP running
DHCP success!
====================================================================================================
 W6300 network configuration : DHCP

 MAC         : 00:08:DC:12:34:56
 IP          : 192.168.1.6
 Subnet Mask : 255.255.255.0
 Gateway     : 192.168.1.1
 DNS         : 192.168.1.1
====================================================================================================

please try ping 192.168.1.6

请注意

测试实例需要 PC 端和 W6300 处于同一网段。

接着在 PC 端打开 CMD，PING W6300 的 IP 地址，可以正常 PING 通。

CMD ping 192.168.1.8（4 包全通，0% 丢包）+ WIZ UartTool 串口输出（PHY + DHCP + 网络地址 + Ping 提示）— DHCP 动态地址获取测试

常见问题

Q: DHCP 获取 IP 失败后如何处理

在 network_init 函数中，wiz_dhcp_process 返回 0 表示 DHCP 失败。此时会将 conf_info->dhcp 改为 NETINFO_STATIC，并调用 wizchip_setnetinfo 使用结构体中预设的静态 IP 配置网络信息，保证设备仍可联网。MAX_DHCP_RETRY 定义了最大重试次数（默认2次），超过后判定失败。

Q: IP 地址租约到期后会怎样

DHCP_run 的 STATE_DHCP_LEASED 状态会检测租约时间，当租约过半（dhcp_lease_time/2 < dhcp_tick_1s）时自动进入 STATE_DHCP_REREQUEST 状态，发送 DHCP_REQUEST 续租。若服务器回复 Ack 则继续使用原 IP（或更新为新 IP，触发 dhcp_ip_update）；若回复 Nak 则回到 STATE_DHCP_DISCOVER 重新获取。

Q: 为什么 DHCP 使用 UDP 广播

DHCP 初始阶段客户端还没有 IP 地址，无法使用 TCP（TCP 需要先建立连接，依赖双方 IP）。因此使用 UDP 广播（目的 IP 255.255.255.255，源 IP 0.0.0.0）来寻找网络中的 DHCP 服务器。DHCP 服务器端口为 67，客户端端口为 68。

Q: 如何在 DHCP 和静态 IP 之间切换

只需修改 wiz_NetInfo 结构体中的 dhcp 字段：设为 NETINFO_DHCP 使用动态获取，设为 NETINFO_STATIC 使用静态 IP。同时将 ipmode 设为对应的 NETINFO_DHCP_V4 或 NETINFO_STATIC_V4。network_init 函数会根据该字段判断是否执行 DHCP 流程。切换后需重新调用 network_init 或 wizchip_setnetinfo 使配置生效。

Q: W6300 平台 DHCP 定时器如何实现

W6300 平台通过 wiz_add_timer() 向软件定时器链表注册回调，wiz_timer_handler() 由 1ms 定时器中断调用，累计到设定的触发时间（DHCP 为 1000ms）后执行 DHCP_time_handler，为 DHCP 状态机提供秒级时基。该时基用于 Discover/Request 报文的超时检测和 IP 租约计时，缺少该中断将导致 DHCP 无法正常超时重试和续租。

总结

协议定位：DHCP 是应用层协议，用于在 IP 网络中自动分配 IP 地址、子网掩码、网关、DNS 等网络配置参数
四大特点：便捷配置与管控、灵活资源利用、高效维护与排障、适配移动与拓展
工作原理：发现（Discover）→ 提供（Offer）→ 请求（Request）→ 确认（Ack）四阶段完成地址分配
实现步骤：注册 1 秒定时器 → 设置 NETINFO_DHCP 模式 → 调用 network_init 和 wiz_dhcp_process 执行 DHCP 流程
失败回退：DHCP 获取失败时自动回退到静态 IP 配置，保证设备基本联网能力
运行验证：烧录后完成链路检测与信息打印，PC 端可正常 PING 通设备

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开发环境: Keil MDK5

Andy

W5500 技术支持专家