STM32 以太网学习

 

STM32进行以太网通信，需要  了解一下内容：

　　硬件层：MAC控制器  和  PHY 和 变压器 .

　　软件层：网络协议栈，例如：lwip协议栈，RL-TCPnet协议栈，FreeRTOS-TCP协议栈，uIP协议栈。

 

MAC控制器

　　STM32F107/STM32F407自带 MAC控制器，有的芯片把MAC和PHY做到了一起，像ENC28J60。

 

 LWIP 协议栈 移植 需要资料如下：

 官方  LWIP 源码 下载 ，   官方 LWIP 文档说明  最新版本 2.1.2 ，2018年12月29日15:34:07

1、网卡驱动移植，即 实现  struct netif  网卡 数据结构，里面包含数据收发函数 等等 ，详细：https://blog.csdn.net/zhzht19861011/article/details/6690534

2、操作系统接口移植，即 sys_arch.c 以及 sys_arch.h  ，cc.h 的编写 ，包含创建线程，信号量 等创建接口，以及 系统时间获取接口等等  ,详看  https://blog.csdn.net/ZCShouCSDN/article/details/80198116

3、lwip 功能 裁剪，即 lwipopts.h 文件编写  的编写，主要包含 ，内存配置，以及功能 裁剪 ，详看  ：https://blog.csdn.net/slj_win/article/details/16959055

4、lwip 收发数据的 数据结构 pbuf 结构 嵌超全的LWIP内存管理经验总结

 

移植案例 ：  https://github.com/suoZhangEmbedded/stm32h7_freertos

 

 

 

紧接着 以太网通信  依据 TCP\IP协议，但是这个协议太大了，STM32上运行不了，而有一个简化版的TCP/IP协议是  LWIP协议，这个LWIP 协议是可以运行在STM32上面的。

下面就是LWIP协议移植到STM32F107上  。。。。  2015年8月14日17:28:29

首先下载LWIP协议栈({{{后面发现没啥用，因为ST 给移植好了}}})和STM32F107为以太网外设专门做的库（{{{后面发现不是库，是移植LWIP好的工程}}}）。

LWIP协议栈下载地址：  （下载两个文件  名称分别为 contrib-1.4.1.zip 和 lwip-1.4.1.zip）注： （2015年8月15日13:13:08这个时间 是这个版本）

http://ftp.twaren.net/Unix/NonGNU//lwip/

STM32F107为以太网外设专门做的库下载地址：（在页面的最下面: 文件名称为：stsw-stm32026.zip）  注： （2015年8月15日13:14:12这个时间 是这个版本）

http://www.st.com/web/catalog/tools/FM147/CL1794/SC961/SS1743/LN1734/PF257862#

 

      笔者再下载之前，以为这个文件（stsw-stm32026.zip）只是一个库函数（一个eth.C文件，一个eth.H文件） ，让我们调用.实际不是这样的，是一个移植好LWIP协议的一个好的（可以编译通过）keil工程。

     笔者正在阅读这个工程，在阅读这个工程之前下载了这个工程的说明文档（和下载工程在同一个界面（AN3102Application note）），但是是英文的，笔者C和英文不是学的很好，正在阅读中…… 2015年8月16日22:10:28　　

　　ethernetif.c 和stm32_eth.c：在这个工程文档中有这样的一段话，协议栈（LWIP）和以太网控制器（MAC）的连接文件是ethernetif.c 和stm32_eth.c。     英文原句：For the STM32F107xx, the ethernetif.c (under Utilities\lwip-1.3.1\src\netif) and stm32_eth.c(under Libraries\STM32_ETH_Driver) files constitute the low-level layer, which is theinterface between the stack and the Ethernet controller. 这两个文件怎么连接的，现在还不清楚！

     netconf.c：为了使LWIP协议栈的周期任务能正常工作，还利用一个定时器为协议栈工作，有一个函数负责调度LWIP协议的任务。这个函数是LwIP_Periodic_Handle，定义在netconf.c中，注意这个文件不是协议栈LWIP的文件。主要功能包括：LWIP初始化，MAC地址和IP地址设置等等。

　　opt.h：协议栈的初始化参数在opt.h中可以找到，依靠opt.h修改后的新文件lwipopts.h，这个文件包含了LWIP协议栈为STM32F107做的一些修改！修改内容如下：

                 1、DHCP是否被使能，参数设置是LWIP_DHCP
　　　　　　2、TCP和UDP的连接数量，分别参数是MEMP_NUM_TCP_PCB 和MEMP_NUM_UDP_PCB
　　　　　　3、堆栈的数量设置参数是MEM_SIZE
                 4、缓冲区的数量和大小，参数是 PBUF_POOL_SIZE和PBUF_POOL_BUFSIZE
  　　　　　 5、更详细的请参考文件lwipopts.h 。

PHY 接口配置：MII 和RMII 为STM32F107连接PHY的 两种接口模式，在stm32f107.c文件中有两个宏定义，想用哪个接口，就把另外一个接口宏定义屏蔽掉。
此次编辑时间：2015年8月19日15:10:08

看了上面的源代码简单说明，笔者准备找个开发板试验一下（开发板硬件说明： 芯片STM32F107，DM9161，HR911105A分别对应 MAC,PHY,以太网变压器）。

2015年8月23日08:00:34 ，之所以这次更新和上次相差了很多的时间，是因为笔者想把这个工程下载到开发板运行起来，我想是不是得修改STM32F107（MAC）和DM9161（PHY）之间的连线，看了一段时间后发现开发板上的线和代码上的线是一样的，只不过PHY有个地址是1（某个引脚控制的拉高是1，拉低是0）），开发板上是1，程序里面是0，就修改这个，编译，下载到开发板，代码跑起来了，现在程序跑起来了，很是激动，虽然没我多大的贡献。MAC,PHY,以太网变压器怎么连接的稍后会加进来.

2015年8月26日11:11:33，代码跑起来了，准备进行  UDP  数据传输。

 打开 ST公司官方提供的以太网例程stsw-stm32070,工程里面有两个选项，一个是FreeRTOS和Standalone，可以理解为一个是操作系统，一个是“裸奔”，笔者还没有学习过操作系统，因此在这时暂停STM32F407以太网的学习，去学习实时操作系统。2015年10月14日16:04:41