使用stm32cubeide stm32f407 lan8720a freertos lwip 实现udp client网络数据转串口数据过程详解

1前言

项目需要使用MCU实现网络功能，后续确定方案stm32f407 外接lan8720a实现硬件平台搭建，针对lan8720a也是用的比较多的phy，网上比较多的开发板，硬件上都是选用了这个phy，项目周期比较短，选用了这个常用phy。记得十年前，刚参加工作那会接触的第一个项目，就是MCU实现网络控制协议，当时lwip也不是很流行呢，网络协议栈只能手撕了，当时硬着头皮写，最多也写到UDP，不过对付当时的项目也够用了。抽时间，可以把当时手撕UDP的协议拿出来再看看。技术都是不断的更新迭代，十年后，现在stm32cubeide、stm32cubemx等软件都集成了lwip，这让开发更快速、便捷。但是作为过来人建议，初学者，最好刚开始还是使用固件库、lwip的源码移植，这样对系统理解的更深刻，毕竟网络协议栈真是一门大学问。

文章使用工程下载地址

udp客户端，具体测试过程参考5.3/5.4章节

https://download.csdn.net/download/li171049/90577013

udp服务端，具体测试过程参考5.5章节

https://download.csdn.net/download/li171049/90581052

2硬件设计

lan8720a的硬件原理图比较成熟，没啥特别要注意的，lan8720a和stm32f407采用rgmii的接口。

stm32f407采用串口6作为调试串口，直接通过ttl，也就是该串口的数据可以通过网络数据发送出来，也可以接收到网络数据通过该串口打印出来。

3软件设计

采用STM32CubeIDE 1.17.0，针对硬件配置如下

3.1时钟配置

3.2总体配置

如下图所示

3.3phy的复位管脚

3.4ETH的配置

如下图所示，选用RMII模式，这里需要注意，Rx Mode的配置为默认即可，针对采用操作系统、和不使用操作系统，该选项的配置会自动更改。

3.5 freeRTOS的配置

这里增大默认任务堆栈，不然会出现堆栈溢出错误。

3.6lwip的配置

主要是采用静态IP，不开启DHCP，针对电脑进行ping包测试。

4关键代码

4.1phy开机复位

针对phy复位IO，进行上电复位操作

cpp 复制代码

  HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET);
  HAL_Delay(55);
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET);
  HAL_Delay(55);

4.2UDP初始化

周期发送测试数据

cpp 复制代码

  udp_client_init();
  for(;;)
  {
    osDelay(1000);
	sprintf((char*)lwip_udp_send_buf,"UDP_client send\r\n");//周期发送UDP数据到远端IP
	lwip_udp_send_flag |= LWIP_SEND_DATA;			//标记有数据需要发送
	udp_client_send_data();
  }

5测试记录

5.1测试电脑IP配置

与板卡配置为同一网段，192.168.1.22

5.2ping包测试

电脑的的ping包测试

5.3网络调试助手接收、发送udp数据

使用网络调试助手，监听192.169.1.22:1500端口号，

测试如下图所示，可以看到能够周期接收到UDP_client send

同时发送192.169.1.70:1500，QQQ，可以看到串口能够收到对应字样

5.4串口工具接收网口数据

串口接收，随便使用一个串口工具，配置波特率115200，即可

5.5udp server测试记录

如下图所示，针对udp server测试记录，STM32工程中使用UDP server绑定1400端口号进行数据监听，收到数据后，将数据原路返回发送，同时通过串口打印接收到的数据，具体测试记录如下图所示。