《嵌入式 - Lwip开发指南》第3章 移植LWIP(无系统)

2024-08-30 12:32
文章标签 系统 开发 移植 嵌入式 指南 lwip

本文主要是介绍《嵌入式 - Lwip开发指南》第3章 移植LWIP(无系统)，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

开发环境：
Keil：V5.30
开发板：STM32 Nucleo-F746ZG开发板
LWIP：V2.1.2
PHY芯片：LAN8742A

3.1 STM32CudeMX配置工程

由于STM32CudeMX内集成LWIP（TCP/IP协议栈），不需要我们进行复杂的移植，只需简单的配置。

1.选择时钟源

在这里插入图片描述

在前文已经讲过了，这里使用MCO，所以HSE选择BYPASS旁路，也就是ST-Link输入的时钟源，时钟输入为8M。

在这里插入图片描述

2.选择Debug方式和时基

在这里插入图片描述

这里是没有使用系统，这里使用SysTick作为时基。

3.配置USART3

使用USART3进行printf打印调试信息

在这里插入图片描述

Nucleo-F746ZG调试串口使用的是USART3，映射IO口如下：

在这里插入图片描述

值得注意的是，这里需要手动调整映射接口，默认选择的映射不匹配。

4.以太网配置

在这里插入图片描述

NCULEO-F746ZG的板载了LAN8742的PHY。

在这里插入图片描述

STM32F746通过RMII 接口连接PHY芯片LAN8742, 然后经过百兆网络变压器到RJ45接口。因为 LAN8742A只有 RMII 接口，因此这里与开发板的连接采用了 RMII 接口。

RMII对应的引脚连接如下：

RMII接口STM32F746ZG引脚
RMII_TXENPG11
RMII_TXD0PG13
RMII_TXD1PB13
RMII_RXD0PC4
RMII_RXD1PC5
RMII_CRS_DVPA7
RMII_MDCPC1
RMII_MDIOPA2
RMII_REF_CLKPA1

ETH引脚默认的和原理图不匹配，主要是ETH_TX_EN 和 ETH_TXD0，需要手动映射。

值得注意的是需要先手动手动映射，在使能ETH。

另外原理图中LAN8742的PHYAD0引脚下拉到地。

在这里插入图片描述

根据数据手册，ETH 的 Configuration 中PHY Address设为0。

在这里插入图片描述

PHY芯片设置，需根据LAN8742A的芯片手册来配置。

在这里插入图片描述

这里默认即可。

在这里插入图片描述

5.LWIP配置
Middleware -> LwIP，勾选使能。

在这里插入图片描述

其他默认即可。

【注】当然为了方便调试，也可使用静态IP，但是在调试过程中要保证调试PC与开发板连接同一个路由器。

在这里插入图片描述

最后生程工程即可。

3.2代码编写

1.调试串口输出
在生成的main.c文件中增加以下代码：

/*** @brief   重定向c库函数printf到串口* @param   ch* @retval  HAL_OK       = 0x00U*	@ 			 HAL_ERROR    = 0x01U*	@		     HAL_BUSY     = 0x02U*	@		     HAL_TIMEOUT  = 0x03U*/
int fputc(int ch, FILE *f)
{return HAL_UART_Transmit(&huart3, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
}

然后就可以使用printf函数将调试信息通过串口打印出来。

2.IP地址获取

新建app_lwip.c和app_lwip.h，移植为了处理热插拔网口，检测板子的IP地址，另外以后的应用也将放在里面。

app_lwip.h代码如下：

#ifndef __APP_LWIP_H_
#define __APP_LWIP_H_/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include <string.h>
#include "lwip.h"void app_lwip_process(void);#endif

app_lwip.c代码如下：

/********************************************************************************* @file                app_lwip.c* @author              BruceOu* @lib version         HAL* @version             V1.0* @date                2021-07-06* @blog                https://blog.bruceou.cn/* @Official Accounts   嵌入式实验楼* @brief               lwip app*******************************************************************************/
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "app_lwip.h"/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
static uint8_t b_ip_state = 0;			//ip状态
static uint8_t b_network_cable = 0;		//网线状态/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
/* Private functions ---------------------------------------------------------*//* Exported macro ------------------------------------------------------------*/
/* Exported variables --------------------------------------------------------*/
extern struct netif *netif_default;
extern struct netif gnetif;
extern ETH_HandleTypeDef heth;/**/
/*** @brief  插入网线的话重新获取IP操作* @param  netif* @retval None*/
void ethernetif_notify_conn_changed(struct netif *netif)
{if(netif_is_link_up(netif) && !netif_is_up(netif)){netif_set_up(netif);extern err_t dhcp_start(struct netif *netif);dhcp_start(netif);}
}/*** @brief  读取网线状态,读取IP值* @param  None* @retval None*/
static void use_read_network_cable(void)
{uint32_t phy_data = 0;HAL_ETH_ReadPHYRegister(&heth, PHY_BSR, &phy_data);			//读取PHY数据if(((phy_data & PHY_LINKED_STATUS) != PHY_LINKED_STATUS))	//{if(!b_network_cable) return;b_network_cable = 0;printf("未插网线\r\n");b_ip_state = 0;gnetif.ip_addr.addr = 0;return;}if(!b_network_cable){b_network_cable = 1;printf("已插网线\r\n");return;}if(b_ip_state)return;if(gnetif.ip_addr.addr){b_ip_state = 1;uint8_t ip4_number[6];ip4_number[0] = gnetif.hwaddr[0];ip4_number[1] = gnetif.hwaddr[1];ip4_number[2] = gnetif.hwaddr[2];ip4_number[3] = gnetif.hwaddr[3];ip4_number[4] = gnetif.hwaddr[4];ip4_number[5] = gnetif.hwaddr[5];printf("MAC地址..............%x.%x.%x.%x.%x.%x\r\n",ip4_number[0],ip4_number[1],ip4_number[2],ip4_number[3],ip4_number[4],ip4_number[5]);ip4_number[3] = gnetif.ip_addr.addr >> 24;ip4_number[2] = gnetif.ip_addr.addr >> 16;ip4_number[1] = gnetif.ip_addr.addr >> 8;ip4_number[0] = gnetif.ip_addr.addr >> 0;printf("通过DHCP获取到IP地址..............%d.%d.%d.%d\r\n",ip4_number[0],ip4_number[1],ip4_number[2],ip4_number[3]);ip4_number[3] = gnetif.netmask.addr >> 24;ip4_number[2] = gnetif.netmask.addr >> 16;ip4_number[1] = gnetif.netmask.addr >> 8;ip4_number[0] = gnetif.netmask.addr >> 0;printf("通过DHCP获取到子网掩码..............%d.%d.%d.%d\r\n",ip4_number[0],ip4_number[1],ip4_number[2],ip4_number[3]);ip4_number[3] = gnetif.gw.addr >> 24;ip4_number[2] = gnetif.gw.addr >> 16;ip4_number[1] = gnetif.gw.addr >> 8;ip4_number[0] = gnetif.gw.addr >> 0;printf("通过DHCP获取到默认网关..............%d.%d.%d.%d\r\n",ip4_number[0],ip4_number[1],ip4_number[2],ip4_number[3]);}
}/*** @brief  lwip app* @param  None* @retval None*/
void app_lwip_process(void)
{MX_LWIP_Process();					//LWIP轮询任务ethernetif_set_link(netif_default);	//重新插网线进行获取IP的任务use_read_network_cable();
}

最后在主函数中调用一下即可。

/*** @brief  The application entry point.* @retval int*/
int main(void)
{/* USER CODE BEGIN 1 *//* USER CODE END 1 *//* Enable I-Cache---------------------------------------------------------*/SCB_EnableICache();/* Enable D-Cache---------------------------------------------------------*/SCB_EnableDCache();/* MCU Configuration--------------------------------------------------------*//* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */HAL_Init();/* USER CODE BEGIN Init *//* USER CODE END Init *//* Configure the system clock */SystemClock_Config();/* USER CODE BEGIN SysInit *//* USER CODE END SysInit *//* Initialize all configured peripherals */MX_GPIO_Init();MX_USART3_UART_Init();MX_LWIP_Init();/* USER CODE BEGIN 2 *//* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){/* USER CODE END WHILE */app_lwip_process();/* USER CODE BEGIN 3 */}/* USER CODE END 3 */
}

3.3测试

编译，下载，连接好网线，打开串口调试助手，可以尝试插拔网线

在这里插入图片描述

最后在电脑上面ping一下：

在这里插入图片描述


代码获取方法

1.长按下面二维码，关注公众号[嵌入式实验楼]
2.在公众号回复关键词[LWIP]获取资料
在这里插入图片描述


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