【STM32F407】第6章 ThreadX NetXDUO网络协议栈移植到STM32F407

2023-10-07 14:08:52

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第6章 ThreadX NetXDUO网络协议栈移植到STM32F407

本章教程为大家讲解NetXDUO的移植。

6.1 初学者重要提示

6.2 第1步，准备一个工程模板

6.3 第2步，添加NetXDUO和ETH驱动到工程

6.4 第3步，初始化文件nx_stm32_eth_driver.c

6.5 第4步，创建应用任务

6.6 第5步，添加头文件路径

6.7 网络调试助手和板子的调试操作步骤

6.8 总结

6.1 初学者重要提示

1、网口使用的是DM9161/9162（紧挨着9帧串口座的网口），而不是DM9000。

2、本章是以MDK AC5移植为例进行说明，如果大家要移植到其它IDE，方法是一样的，本教程就不做说明了，下面的例子移植了各种IDE：

ThreadX全家桶所有组件综合模板发布，史上最强安全认证综合模板，稳如泰山，含AC5，AC6，IAR和GCC：

http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=103554

3、测试例子，务必看本章6.7小节的操作步骤，采用的固定IP。

6.2 第1步，准备一个工程模板

为了方便大家移植，需要大家先对移植好的工程有个整体认识：

6.3 第2步，添加NetXDUO和ETH驱动到工程

大家可以使用ThreadX内核教程配套的例子作为模板使用，在模板的基础上需要添加NetXDUO文件，PHY芯片驱动文件和以太网驱动文件，大家可以直接从本章教程提供的例子里面复制。

PHY芯片DM9162的驱动文件dm9162.c和dm9162.h添加到自己的工程里面，路径不限。配套例子是放在\User\netx文件。
以太网驱动文件stm32f4xx_hal_eth.c，这个是STM32F4的HAL库自带的。
NetXDUO相关源文件。

大家可以将所有相关文件都复制到自己的工程里面，配套例子是放在\NetXDUO。

6.4 第3步，初始化文件nx_stm32_eth_driver.c

这个文件比较重要，是NetXDUO的接口文件。这里将关键的几个地方为大家做个说明。

6.4.1 以太网引脚，时钟和中断配置

初始化部分：

void HAL_ETH_MspInit(ETH_HandleTypeDef *heth)
{ 
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

    /*
        PC1     ------> ETH_MDC
        PA1     ------> ETH_REF_CLK
        PA2     ------> ETH_MDIO
        PA7     ------> ETH_CRS_DV
        PC4     ------> ETH_RXD0
        PC5     ------> ETH_RXD1
        PB13    ------> ETH_TXD1
        PG11    ------> ETH_TX_EN
        PG13    ------> ETH_TXD0 
    */

        /* 使能外设时钟 */
        __HAL_RCC_ETH1MAC_CLK_ENABLE();
        __HAL_RCC_ETH1TX_CLK_ENABLE();
        __HAL_RCC_ETH1RX_CLK_ENABLE();

        /* 使能时钟 */
        __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
        __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
        __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
        __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE();

        
        /* 配置PA1, PA2 , PA7 */
        GPIO_InitStruct.Pin =  GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_7;
        GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM;
        GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
        GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL ; 
        GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF11_ETH;
        HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

        /* 配置PB13 */
        GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_13;
        HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

        /* 配置PC1, PC4和PC5 */
        GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_4 | GPIO_PIN_5; 
        HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);    

        /* 配置PG11, PG12和PG13 */
        GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_11 | GPIO_PIN_13;
        HAL_GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStruct);

        /* 设置中断优先级 */
        HAL_NVIC_SetPriority(ETH_IRQn, 0, 0);
        HAL_NVIC_EnableIRQ(ETH_IRQn);    
}

这里要注意以太网中断优先级的配置，这里是将中断优先级配置为0。

以太网中断服务程序

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: ETH_IRQHandler
*    功能说明: 以太网回调函数
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void ETH_IRQHandler(void)
{
    HAL_ETH_IRQHandler(&heth);
}

中断服务程序里面的这个全局变量heth是在nx_stm32_eth_driver.c文件开头定义的。

6.4.2 PHY芯片DM9162驱动

DM9162的驱动在DM9162.c文件实现，被文件nx_stm32_eth_driver.c中的函数_nx_driver_hardware_initialize调用，用于获取网线接线状态，网速等信息。

  /* Initialize the DM9162 ETH PHY */
    DM9162_Init(&DM9162);

    PHYLinkState = DM9162_GetLinkState(&DM9162);

    while(PHYLinkState <= DM9162_STATUS_LINK_DOWN)
    {
        PHYLinkState = DM9162_GetLinkState(&DM9162);
        tx_thread_sleep(100);
    }
 
    switch (PHYLinkState)
    {
      case DM9162_STATUS_100MBITS_FULLDUPLEX:
        duplex = ETH_FULLDUPLEX_MODE;
        speed = ETH_SPEED_100M;
        break;
      case DM9162_STATUS_100MBITS_HALFDUPLEX:
        duplex = ETH_HALFDUPLEX_MODE;
        speed = ETH_SPEED_100M;
        break;
      case DM9162_STATUS_10MBITS_FULLDUPLEX:
        duplex = ETH_FULLDUPLEX_MODE;
        speed = ETH_SPEED_10M;
        break;
      case DM9162_STATUS_10MBITS_HALFDUPLEX:
        duplex = ETH_HALFDUPLEX_MODE;
        speed = ETH_SPEED_10M;
        break;
      default:
        duplex = ETH_FULLDUPLEX_MODE;
        speed = ETH_SPEED_100M;
        break;
    }

6.5 第4步，创建应用任务

这里将NetXDUO应用专门整理到了文件demo_dm9162_netx.c。大家可以直接将这个文件添加到自己的工程里面。

6.6 第5步，添加头文件路径

NetXDUO需要添加的头文件如下：

6.7 网络调试助手和板子的调试操作步骤

我们这里使用下面这款调试助手，当然，任何其它网络调试助手均可，不限制：

http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=1568 。

6.7.1 测试使用的DM916X网口并注意跳线帽

测试时，网线要插到DM916X网口上：

6.7.2 RJ45网络变压器插座上绿灯和黄灯现象

各种网卡、交换机等网络设备都不一样，一般来讲：绿灯分为亮或不亮（代表网络速度），黄灯分为闪烁或不闪烁（代表是否有数据收发）。

绿灯：长亮代表100M；不亮代表10M。

黄灯：长亮代表无数据收发；闪烁代表有数据收发。

也有些千兆网卡的灯以颜色区分，不亮代表10M / 绿色代表100M / 黄色代表1000M。现在10M的网络基本看不到了，如果一个灯长亮，基本可以说明100M网络或更高，而另一个灯时而闪烁，那代表有数据收发，具体要看网络设备了。甚至有些低等网卡如TP-LINK，只有一个灯，亮代表连通，闪烁代表数据收发。

对于开发板上面的RJ45网络变压器插座上面的灯而言，绿灯代表数据收发，长亮的话表示无数据收发，闪烁代表有数据收发。黄灯代表网络速度，长亮代表100M，不亮代表10M。

6.7.3 第1步，设置板子IP地址

我们这里使用使用固定IP（或者说静态IP一个意思），设置也比较省事。我们这里以开发板和电脑直连的方式进行说明，即通过一根网线直接将开发板的网口和电脑端的网口连接起来即可。如果大家使用的是笔记本，强烈推荐测试期间将笔记本的WIFI网络禁止，各种代理软件和虚拟网卡也暂时关闭。等测试完毕了再逐一打开，查看是否有问题。

对于固定IP方式，也可以接到路由器或者交换机上面测试，特别注意板子设置的IP地址不要跟路由器或者交换机上其它设备的IP冲突了，测试阶段还是建议采用电脑直连方式，跑通了再跑其它方式。

在文件demo_dm9162_netx.h中设置IP地址，具体配置如下（大家更新自己的情况修改）：

/*
*********************************************************************************************************
*                                        IP相关
*********************************************************************************************************
*/
#define DEFAULT_PORT                    1001    /* TCP服务器监听端口号 */

#define IP_ADDR0                        192
#define IP_ADDR1                        168
#define IP_ADDR2                        28
#define IP_ADDR3                        245