使用的MCU型号为STM32F429IGT6，PHY为LAN7820A
目标是通过MCU的ETH给LWIP提供输入输出从而实现基本的Ping应答
OK废话不多说我们直接开始
下载源码
- LWIP包源码：lwip源码
-在这里下载
- ST官方支持的ETH包：ST-ETH支持包
这里下载
创建工程
这里我使用我的STM32外扩RAM工程，若是手里无有外扩内存的板卡也可以直接使用点灯工程
加入ETH支持包
将刚刚下载的ETH支持包里
STM32F4x7_ETH_LwIP_V1.1.1\Libraries\STM32F4x7_ETH_Driver
目录下有/inc /src 两个文件夹，分别存放着ETH驱动的源文件和头文件
把他们对应的加入源码工程中
\Libraries\STM32F4xx_StdPeriph_Driver
的 /inc 和 /src中
然后将stm32f4x7_eth_conf_temp.h重命名为stm32f4x7_eth_conf.h
在keil工程中加入他们！
修改stm32f4x7_eth_conf.h
直接编译会报错，因为没ETH使用的delay函数，这里直接不使用ETH的delay，直接注释掉USE_Delay
修改stm32f4x7_eth.c
在这个文件的一开始会发现
搜索这里的宏定义是发现这些描述符和Buffer占用了大量的空间，描述符占用了320byte，因为后面用DMA搬运所以使用片内RAM，而这里的Buffer一共占用了大约38Kbyte，这非常大，所以一般放在外部RAM，这里我使用的片外SRAM是IS42S16400J 拥有8M内存，所以可以放在片外SRAM，所以这里先注释掉，稍后使用malloc分配内存给它们，如果移植的板卡无片外扩展SRAM则不用管这里，直接放在内部RAM
然后注释的后面添加指针
ETH_DMADESCTypeDef *DMARxDscrTab;
ETH_DMADESCTypeDef *DMATxDscrTab;
uint8_t *Tx_Buff;
uint8_t *Rx_Buff;
这里需要使用malloc.c和malloc.h
malloc.c
#include "malloc.h"
#include "stdio.h"
//
//内存池(4字节对齐)
#pragma pack(4)
u8 mem1base[MEM1_MAX_SIZE];
u8 mem2base[MEM2_MAX_SIZE] __attribute__((at(0xD0000000))); //外部SRAM内存池
#pragma pack()
//内存管理表
u16 mem1mapbase[MEM1_ALLOC_TABLE_SIZE]; //内部SRAM内存池MAP
u16 mem2mapbase[MEM2_ALLOC_TABLE_SIZE] __attribute__((at(0xD0000000+MEM2_MAX_SIZE))); //外部SRAM内存池MAP
//内存管理参数
const u32 memtblsize[SRAMBANK]={MEM1_ALLOC_TABLE_SIZE,MEM2_ALLOC_TABLE_SIZE}; //内存表大小
const u32 memblksize[SRAMBANK]={MEM1_BLOCK_SIZE,MEM2_BLOCK_SIZE}; //内存分块大小
const u32 memsize[SRAMBANK]={MEM1_MAX_SIZE,MEM2_MAX_SIZE}; //内存总大小
//内存管理控制器
struct _m_mallco_dev mallco_dev=
{
mymem_init, //内存初始化
mem_perused, //内存使用率
mem1base,mem2base, //内存池
mem1mapbase,mem2mapbase,//内存管理状态表
0,0, //内存管理未就绪
};
//复制内存
//*des:目的地址
//*src:源地址
//n:需要复制的内存长度(字节为单位)
void mymemcpy(void *des,void *src,u32 n)
{
u8 *xdes = des;
u8 *xsrc = src;
while(n--) *xdes++ = *xsrc++;
}
//设置内存
//*s:内存首地址
//c :要设置的值
//count:需要设置的内存大小(字节为单位)
void mymemset(void*s,u8 c,u32 count)
{
u8 *xs = s;
while(count--) *xs++=c;
}
//内存管理初始化
//memx:所属内存块
void mymem_init(u8 memx)
{
mymemset(mallco_dev.memmap[memx],0,memtblsize[memx]*2); //内存状态表清零
mymemset(mallco_dev.membase[memx], 0,memsize[memx]); //内存池所有数据清零
mallco_dev.memrdy[memx]=1; //内存管理初始化OK
}
//获取内存使用率
//memx:所属内存块
//返回值:使用率(0~100)
u8 mem_perused(u8 memx)
{
u32 used=0;
u32 i;
for(i=0;i<memtblsize[memx];i++)
{
if(mallco_dev.memmap[memx][i])used++;
}
return (used*100)/(memtblsize[memx]);
}
//内存分配(内部调用)
//memx:所属内存块
//size:要分配的内存大小(字节)
//返回值:0XFFFFFFFF,代表错误;其他,内存偏移地址
u32 mymem_malloc(u8 memx,u32 size)
{
signed long offset=0;
u16 nmemb; //需要的内存块数
u16 cmemb=0;//连续空内存块数
u32 i;
if(!mallco_dev.memrdy[memx])mallco_dev.init(memx);//未初始化,先执行初始化
if(size==0)return 0XFFFFFFFF;//不需要分配
nmemb=size/memblksize[memx]; //获取需要分配的连续内存块数
if(size%memblksize[memx])nmemb++;
for(offset=memtblsize[memx]-1;offset>=0;offset--)//搜索整个内存控制区
{
if(!mallco_dev.memmap[memx][offset])cmemb++;//连续空内存块数增加
else cmemb=0; //连续内存块清零
if(cmemb==nmemb) //找到了连续nmemb个空内存块
{
for(i=0;i<nmemb;i++) //标注内存块非空
{
mallco_dev.memmap[memx][offset+i]=nmemb;
}
return (offset*memblksize[memx]);//返回偏移地址
}
}
return 0XFFFFFFFF;//未找到符合分配条件的内存块
}
//释放内存(内部调用)
//memx:所属内存块
//offset:内存地址偏移
//返回值:0,释放成功;1,释放失败;
u8 mymem_free(u8 memx,u32 offset)
{
int i;
if(!mallco_dev.memrdy[memx])//未初始化,先执行初始化
{
mallco_dev.init(memx);
return 1;//未初始化
}
if(offset<memsize[memx])//偏移在内存池内.
{
int index=offset/memblksize[memx]; //偏移所在内存块号码
int nmemb=mallco_dev.memmap[memx][index]; //内存块数量
for(i=0;i<nmemb;i++) //内存块清零
{
mallco_dev.memmap[memx][index+i]=0;
}
return 0;
}else return 2;//偏移超区了.
}
//释放内存(外部调用)
//memx:所属内存块
//ptr:内存首地址
void myfree(u8 memx,void *ptr)
{
u32 offset;
printf("myfree\r\n");
if(ptr==NULL)return;//地址为0.
offset=(u32)ptr-(u32)mallco_dev.membase[memx];
mymem_free(memx,offset);//释放内存
}
//分配内存(外部调用)
//memx:所属内存块
//size:内存大小(字节)
//返回值:分配到的内存首地址.
void *mymalloc(u8 memx,u32 size)
{
u32 offset;
offset=mymem_malloc(memx,size);
if(offset==0XFFFFFFFF)return NULL;
else return (void*)((u32)mallco_dev.membase[memx]+offset);
}
//重新分配内存(外部调用)
//memx:所属内存块
//*ptr:旧内存首地址
//size:要分配的内存大小(字节)
//返回值:新分配到的内存首地址.
void *myrealloc(u8 memx,void *ptr,u32 size)
{
u32 offset;
offset=mymem_malloc(memx,size);
if(offset==0XFFFFFFFF)return NULL;
else
{
mymemcpy((void*)((u32)mallco_dev.membase[memx]+offset),ptr,size); //拷贝旧内存内容到新内存
myfree(memx,ptr); //释放旧内存
return (void*)((u32)mallco_dev.membase[memx]+offset); //返回新内存首地址
}
}
malloc.h
#ifndef _MALLOC_H
#define _MALLOC_H
#include "stm32f4xx.h"
#ifndef NULL
#define NULL 0
#endif
//定义三个内存池
#define SRAMIN 0 //内部内存池
#define SRAMEX 1 //外部内存池
#define SRAMBANK 2 //定义支持的SRAM块数
//mem1内存参数设定,mem1完全处于内部SRAM里面
#define MEM1_BLOCK_SIZE 32 //内存块大小为32字节
#define MEM1_MAX_SIZE 30*1024 //最大管理内存 10k
#define MEM1_ALLOC_TABLE_SIZE MEM1_MAX_SIZE/MEM1_BLOCK_SIZE //内存表大小
//mem2内存参数设定,mem2处于外部SRAM里面
#define MEM2_BLOCK_SIZE 32 //内存块大小为32字节
#define MEM2_MAX_SIZE 500*1024 //最大管理内存 500k
#define MEM2_ALLOC_TABLE_SIZE MEM2_MAX_SIZE/MEM2_BLOCK_SIZE //内存表大小
//内存管理控制器
struct _m_mallco_dev
{
void (*init)(u8); //初始化
u8 (*perused)(u8); //内存使用率
u8 *membase[SRAMBANK]; //内存池,管理SRAMBANK个区域的内存
u16 *memmap[SRAMBANK]; //内存状态表
u8 memrdy[SRAMBANK]; //内存管理是否就绪
};
extern struct _m_mallco_dev mallco_dev; //在malloc.c里面定义
void mymemset(void *s,u8 c,u32 count); //设置内存
void mymemcpy(void *des,void *src,u32 n);//复制内存
void mymem_init(u8 memx); //内存管理初始化函数(外/内部调用)
u32 mymem_malloc(u8 memx,u32 size); //内存分配(内部调用)
u8 mymem_free(u8 memx,u32 offset); //内存释放(内部调用)
u8 mem_perused(u8 memx); //获得内存使用率(外/内部调用)
//用户调用函数
void myfree(u8 memx,void *ptr); //内存释放(外部调用)
void *mymalloc(u8 memx,u32 size); //内存分配(外部调用)
void *myrealloc(u8 memx,void *ptr,u32 size);//重新分配内存(外部调用)
#endif
然后在main函数中使用
修改stm32f4x7_eth.h
在 #include “stm32f4x7_eth.h” 的最后添加 extern 使得外部文件可以使用
至此 ETH的DMA描述符，缓存，接收帧内存 都可以使用了
加入LWIP包
在工程源目录中加入LWIP文件夹， 并且把lwip包的文件全部复制到源码目录的LWIP文件夹里
添加lwip源码
在keil中创建相对应的Group并且在keil中加入这些路径
- lwip/core
需要单独加入ipv4的内容，不加ipv6的内容
lwip/netif 加入这些中的ethernet.c文件，注意只加ethernet.c
- lwip.api
加入这些
- lwip/arch
这个文件夹是单独创建在User中的arch文件夹，这里存放着lwip与用户的接口
在我的文件夹中的User/arch 文件夹中，直接复制过去
添加lwip头文件路径
在keil工程中加入头文件路径
添加lwip时钟更新
在这里我使用的是我10ms的定时器驱动的一个任务调度器，没软件定时器的可以直接放入10ms定时器中.
把上图的函数放入10ms任务中，其中lwip_localtime+=10表示的是10ms更新的时基。
添加以太网底层驱动
以太网初始化
初始化GPIO
初始化GPIO并且选择RMII接口的SYSCFG
RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1Periph_GPIOA|RCC_AHB1Periph_GPIOB|RCC_AHB1Periph_GPIOC|RCC_AHB1Periph_GPIOG;
RCC->APB2ENR |=RCC_APB2Periph_SYSCFG;//使能SYSCFG时钟
SYSCFG->PMC=(uint32_t)(0x800000);//MAC和PHY之间使用RMII接口
GPIOA->MODER|=(uint32_t)(0x8028); //PA1 PA2 PA7
GPIOB->MODER|=(uint32_t)(0x800000); //PB11
GPIOC->MODER|=(uint32_t)(0xA08); //PC1 PC4 PC5
GPIOG->MODER|=(uint32_t)(0x28000000); //PG13 PG14
GPIOA->AFR[0]|=(uint32_t)(0xB0000BB0);//PA1 PA2 PA7
GPIOB->AFR[1]|=(uint32_t)(0xB000); //PB11
GPIOC->AFR[0]|=(uint32_t)(0xBB00B0); //PC1 PC4 PC5
GPIOG->AFR[1]|=(uint32_t)(0xBB00000); //PG13 PG14
GPIOA->OSPEEDR|=(uint32_t)(0xC03C); //PA1 PA2 PA7
GPIOB->OSPEEDR|=(uint32_t)(0xC00000); //PB11
GPIOC->OSPEEDR|=(uint32_t)(0xF0C); //PC1 PC4 PC5
GPIOG->OSPEEDR|=(uint32_t)(0x3C000000); //PG13 PG14
初始化以太网MAC_DMA
//初始化ETH MAC层及DMA配置
//返回值:ETH_ERROR,发送失败(0)
// ETH_SUCCESS,发送成功(1)
u8 ETH_MAC_DMA_Config(void)
{
u8 rval;
ETH_InitTypeDef ETH_InitStructure;
//使能以太网时钟
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_ETH_MAC | RCC_AHB1Periph_ETH_MAC_Tx |RCC_AHB1Periph_ETH_MAC_Rx, ENABLE);
ETH_DeInit(); //AHB总线重启以太网
ETH_SoftwareReset(); //软件重启网络
while (ETH_GetSoftwareResetStatus() == SET);//等待软件重启网络完成
ETH_StructInit(Ð_InitStructure); //初始化网络为默认值
///网络MAC参数设置
ETH_InitStructure.ETH_AutoNegotiation = ETH_AutoNegotiation_Enable; //开启网络自适应功能
ETH_InitStructure.ETH_LoopbackMode = ETH_LoopbackMode_Disable; //关闭反馈
ETH_InitStructure.ETH_RetryTransmission = ETH_RetryTransmission_Disable; //关闭重传功能
ETH_InitStructure.ETH_AutomaticPadCRCStrip = ETH_AutomaticPadCRCStrip_Disable; //关闭自动去除PDA/CRC功能
ETH_InitStructure.ETH_ReceiveAll = ETH_ReceiveAll_Disable; //关闭接收所有的帧
ETH_InitStructure.ETH_BroadcastFramesReception = ETH_BroadcastFramesReception_Enable;//允许接收所有广播帧
ETH_InitStructure.ETH_PromiscuousMode = ETH_PromiscuousMode_Disable; //关闭混合模式的地址过滤
ETH_InitStructure.ETH_MulticastFramesFilter = ETH_MulticastFramesFilter_Perfect;//对于组播地址使用完美地址过滤
ETH_InitStructure.ETH_UnicastFramesFilter = ETH_UnicastFramesFilter_Perfect; //对单播地址使用完美地址过滤
ETH_InitStructure.ETH_ChecksumOffload = ETH_ChecksumOffload_Enable; //开启ipv4和TCP/UDP/ICMP的帧校验和卸载
//当我们使用帧校验和卸载功能的时候，一定要使能存储转发模式,存储转发模式中要保证整个帧存储在FIFO中,
//这样MAC能插入/识别出帧校验值,当真校验正确的时候DMA就可以处理帧,否则就丢弃掉该帧
ETH_InitStructure.ETH_DropTCPIPChecksumErrorFrame = ETH_DropTCPIPChecksumErrorFrame_Enable; //开启丢弃TCP/IP错误帧
ETH_InitStructure.ETH_ReceiveStoreForward = ETH_ReceiveStoreForward_Enable; //开启接收数据的存储转发模式
ETH_InitStructure.ETH_TransmitStoreForward = ETH_TransmitStoreForward_Enable; //开启发送数据的存储转发模式
ETH_InitStructure.ETH_ForwardErrorFrames = ETH_ForwardErrorFrames_Disable; //禁止转发错误帧
ETH_InitStructure.ETH_ForwardUndersizedGoodFrames = ETH_ForwardUndersizedGoodFrames_Disable; //不转发过小的好帧
ETH_InitStructure.ETH_SecondFrameOperate = ETH_SecondFrameOperate_Enable; //打开处理第二帧功能
ETH_InitStructure.ETH_AddressAlignedBeats = ETH_AddressAlignedBeats_Enable; //开启DMA传输的地址对齐功能
ETH_InitStructure.ETH_FixedBurst = ETH_FixedBurst_Enable; //开启固定突发功能
ETH_InitStructure.ETH_RxDMABurstLength = ETH_RxDMABurstLength_32Beat; //DMA发送的最大突发长度为32个节拍
ETH_InitStructure.ETH_TxDMABurstLength = ETH_TxDMABurstLength_32Beat; //DMA接收的最大突发长度为32个节拍
ETH_InitStructure.ETH_DMAArbitration = ETH_DMAArbitration_RoundRobin_RxTx_1_1;
rval=ETH_Init(Ð_InitStructure,LAN8720_PHY_ADDRESS); //配置ETH
if(rval==ETH_SUCCESS)//配置成功
{
ETH_DMAITConfig(ETH_DMA_IT_NIS|ETH_DMA_IT_R,ENABLE); //使能以太网接收中断
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = ETH_IRQn; //以太网中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //中断寄存器组2最高优先级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
ETH_MACAddressConfig(ETH_MAC_Address0,lwipdev.mac);
printf("ETH Init Sucess\r\n");
}
return rval;
}
- 这里 设置MAC地址 很重要，否则以太网无法接收自己的IP地址所对应的包！
ETH_MACAddressConfig(ETH_MAC_Address0,lwipdev.mac);
的是lwipdev.mac
这里的lwipdev.mac在lwip_comm.h中，在main函数中调用lwip_comm_init() 用来初始化lwip的底层设备和lwip内核，MAC地址在这个函数的lwip_comm_default_ip_set(&lwipdev); 中修改。
2. 这里一定要 开启ETH的DMA中断并且使能ETH_IRQn ！
设置以太网DMA描述符 & DMA缓存的对应关系
rval=ETH_MAC_DMA_Config();
if(rval==ETH_SUCCESS){
printf("ETH init OK ");
}
else{
printf("ETH init Failed ");
}
ETH_DMATxDescChainInit(DMATxDscrTab,Tx_Buff,ETH_TXBUFNB);