基于正点原子阿波罗F429开发板的LWIP应用（1）——网络ping通

猪猪童鞋2025-05-20 14:58

说在开头

正点原子F429开发板主芯片采用的是STM32F429IGT6，网络PHY芯片采用的是LAN8720A(V1)和YT8512C(V2)，采用的是RMII连接，PHY_ADDR为0；在代码中将会对不同的芯片做出适配。

CubeMX版本：6.6.1；

F4芯片组Pack包版本：STM32Cube FW_F4 V1.27.0；

1、CubeMX配置过程

  • 打开System Core点击RCC使能外部高速时钟（25M晶振）和低速设置时钟（32.768K晶振）；
  • 打开RTC：点击Timers------>RTC，勾选"Active ClockSource"，其余参数保持默认
  • 打开Clock Configuration设置系统时钟树：系统时钟拉满，设为180M（记得时钟树需要手动设置PLL来源是HSE、sSystem Clock来源是HSE经过PLL分频后的PLLCLK）；将RTC的时钟源设为LSE(外部32.768K晶振)；
  • 设置LED引脚，PB0和PB1都为GPIO_Output模式，默认输出低电平；
  • 使能串口1：点击Connectivity------>USART1，模式设置为Asynchronous，其余参数默认；
  • 使能I2C2：点击Connectivity------>I2C2，模式设置为I2C2，在下面的"Parameter Settings"将Primary slave address的值设为64（设置FC8574的地址是64），之后将I2C2的GPIO设置为PH4和PH5;
  • 使能ETH：点击Connectivity------>ETH，设置为RMII模式，在下面的"Parameter Settings"将Primary slave address的值设为1536；在旁边的"NVIC Settings"勾选"ETH global interrupt"；将ETH_TXD0和ETH_TXD1的引脚设为PG13和PG14；
  • 使能LWIP：点击Middleware------>LWIP，勾选Enable，在下面的"Platform Settings"将Driver PHY设为LAN8742，将BSP_COMPONENT_DRIVER也设为LAN8742；在下面的"Key Options"中找到"Network Interfaces Options"类，展开它的选项，将"LWIP_NETIF_HOSTNAME"设为Enable；
  • 进入Project Manager页面设置工程设置：工程名和保存地址自定义，设置IDE为MDK；然后进入Code Generator选项,先勾选只添加必要的库文件到工程、然后勾选"Generate peripheral initialization as a pair of ".c/h' fles per periphera"，其含义是生成的外设初始化代码是否要拆分成.c和.h文件；
  • 最后点击右上角的"GENENATE CODE"即可生成代码；

2、MDK代码修改

  • 修改MDK设置；

  • main.h添加头文件和宏定义；

    cpp 复制代码 
    #include "stdio.h"
#include "string.h"

#define LAN8720A  0
#define YT8512C   1

extern uint8_t PHY_TYPE;

#define YT8512C_PHYSCSR                 ((uint16_t)0x0011U)		
#define YT8512C_PHYSCSR_AUTONEGO_DONE   ((uint16_t)0x0800U)
#define YT8512C_PHYSCSR_HCDSPEEDMASK    ((uint16_t)0xE000U)
#define YT8512C_PHYSCSR_10BT_HD         ((uint16_t)0x0000U)
#define YT8512C_PHYSCSR_10BT_FD         ((uint16_t)0x2000U)
#define YT8512C_PHYSCSR_100BTX_HD       ((uint16_t)0x4000U)
#define YT8512C_PHYSCSR_100BTX_FD       ((uint16_t)0x6000U)
#define YT8512C_PHYSCSR_1000BTX_HD      ((uint16_t)0x8000U)
#define YT8512C_PHYSCSR_1000BTX_FD      ((uint16_t)0xA000U)

  • usart.c添加串口重定向；

    cpp 复制代码 
    int fputc(int ch, FILE *f)
{
	//具体哪个串口可以更改huart1为其它串口
	HAL_UART_Transmit(&huart1 , (uint8_t *)&ch, 1 , 0x0f);
	return ch;
}

  • stm32f4xx_it.c添加程序运行指示灯LED；

    cpp 复制代码 
    //stm32f4xx_it.c开头添加：static uint16_t led_count = 0;
//SysTick_Handler函数中" HAL_IncTick();"后添加以下代码：
	led_count++;
	if(led_count >= 250)
	{
		led_count = 0;
		HAL_GPIO_TogglePin(LED0_GPIO_Port, LED0_Pin);//LED0翻转
	}

  • i2c.c增加PCF8574驱动代码；

    cpp 复制代码 
    //i2c.c添加：
void PCF8574_WriteBit(uint8_t IO_Num,uint8_t IO_Sta)
{
	uint8_t IO_Sta_Get[2]={0};
	  HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c2, 0x40, IO_Sta_Get, 1, 1000);
	  if(IO_Sta==0)//清零
	  {
		  IO_Sta_Get[0]=IO_Sta_Get[0]&(~(1<<IO_Num));
	  }else{
		  IO_Sta_Get[0]=IO_Sta_Get[0]|(1<<IO_Num);
	  }
	  HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c2, 0x40, IO_Sta_Get, 1, 1000);
}
 
uint8_t PCF8574_ReadBit(uint8_t IO_Num)
{
	uint8_t IO_Sta_Get[2]={0};
	HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c2, 0x40, IO_Sta_Get, 1, 1000);
	return IO_Sta_Get[0];
}
//i2c.h添加：
void PCF8574_WriteBit(uint8_t IO_Num,uint8_t IO_Sta);
uint8_t PCF8574_ReadBit(uint8_t IO_Num);

  • lan8742.c增加PHY芯片适配代码；

    cpp 复制代码 
    //开头增加头文件：
#include "main.h"

//修改LAN8742_GetLinkState函数为如下内容：
int32_t LAN8742_GetLinkState(lan8742_Object_t *pObj)
{
  uint32_t readval = 0;
  
  /* Read Status register  */
  if(pObj->IO.ReadReg(pObj->DevAddr, LAN8742_BSR, &readval) < 0)
  {
    return LAN8742_STATUS_READ_ERROR;
  }
  
  /* Read Status register again */
  if(pObj->IO.ReadReg(pObj->DevAddr, LAN8742_BSR, &readval) < 0)
  {
    return LAN8742_STATUS_READ_ERROR;
  }
  
  if((readval & LAN8742_BSR_LINK_STATUS) == 0)
  {
    /* Return Link Down status */
    return LAN8742_STATUS_LINK_DOWN;    
  }
  
  /* Check Auto negotiaition */
  if(pObj->IO.ReadReg(pObj->DevAddr, LAN8742_BCR, &readval) < 0)
  {
    return LAN8742_STATUS_READ_ERROR;
  }
  
	/*判断BCR寄存器的第12位是否为1，1 开启自协商；0  关闭自协商*/
  if((readval & LAN8742_BCR_AUTONEGO_EN) != LAN8742_BCR_AUTONEGO_EN)//关闭
  {
    /*
			未开启自协商就读取BCR寄存器判断速率和双工状态：
			LAN8720A
				第13位，1：100M， 0 10M
				第8位，1：FULLDUPLEX， 0 HALFDUPLEX
			YT8512C:
				第6位+第13位：(0,1) 100M，(0,0)10M 
				第8位，1：FULLDUPLEX， 0 HALFDUPLEX
		*/
		if(PHY_TYPE == YT8512C)
		{
			if((readval & 0x0040) == 0x0040) //只有在第6位为0时才可以通过判断第13位来判断状态
			{
				return LAN8742_STATUS_READ_ERROR;
			}
		}

		if(((readval & LAN8742_BCR_SPEED_SELECT) == LAN8742_BCR_SPEED_SELECT) && ((readval & LAN8742_BCR_DUPLEX_MODE) == LAN8742_BCR_DUPLEX_MODE)) 
    {
      return LAN8742_STATUS_100MBITS_FULLDUPLEX;
    }
    else if ((readval & LAN8742_BCR_SPEED_SELECT) == LAN8742_BCR_SPEED_SELECT)
    {
      return LAN8742_STATUS_100MBITS_HALFDUPLEX;
    }        
    else if ((readval & LAN8742_BCR_DUPLEX_MODE) == LAN8742_BCR_DUPLEX_MODE)
    {
      return LAN8742_STATUS_10MBITS_FULLDUPLEX;
    }
    else
    {
      return LAN8742_STATUS_10MBITS_HALFDUPLEX;
    }  		
  }
  else /* Auto Nego enabled 开启自协商*/
  {
    /*
			开启自协商后读取SR寄存器判断速率和双工状态：
		LAN8720A（SR寄存器地址：0x1f）：
				第12位：判断自协商状态，1 已完成自协商；0 未进行或未开启自协商
				第4到2位：
					001 = 10BASE-T half-duplex     ==0x0004
					101 = 10BASE-T full-duplex     ==0x0014
					010 = 100BASE-TX half-duplex   ==0x0008
					110 = 100BASE-TX full-duplex	 ==0x0018
			YT8512C（SR寄存器地址：0x11）：--一定要在自协商结束后才有效
			  第11位：判断自协商状态，1 已完成自协商；0 未进行或未开启自协商
				第15到13位：
					000 = 10BASE-T half-duplex     ==0x0000
					001 = 10BASE-T full-duplex     ==0x2000
					010 = 100BASE-TX half-duplex   ==0x4000
					011 = 100BASE-TX full-duplex	 ==0x6000
					100 = 1000BASE-TX half-duplex  ==0x8000
					101 = 1000BASE-TX full-duplex	 ==0xA000
		*/		

		if(PHY_TYPE == LAN8720A)
		{
			if(pObj->IO.ReadReg(pObj->DevAddr, LAN8742_PHYSCSR, &readval) < 0)
			{
				return LAN8742_STATUS_READ_ERROR;
			}
			/* Check if auto nego not done */
			if((readval & LAN8742_PHYSCSR_AUTONEGO_DONE) == 0)
			{
				return LAN8742_STATUS_AUTONEGO_NOTDONE;
			}
			
			if((readval & LAN8742_PHYSCSR_HCDSPEEDMASK) == LAN8742_PHYSCSR_100BTX_FD)
			{
				return LAN8742_STATUS_100MBITS_FULLDUPLEX;
			}
			else if ((readval & LAN8742_PHYSCSR_HCDSPEEDMASK) == LAN8742_PHYSCSR_100BTX_HD)
			{
				return LAN8742_STATUS_100MBITS_HALFDUPLEX;
			}
			else if ((readval & LAN8742_PHYSCSR_HCDSPEEDMASK) == LAN8742_PHYSCSR_10BT_FD)
			{
				return LAN8742_STATUS_10MBITS_FULLDUPLEX;
			}
			else
			{
				return LAN8742_STATUS_10MBITS_HALFDUPLEX;
			}
		}
		else if(PHY_TYPE == YT8512C)
		{
			if(pObj->IO.ReadReg(pObj->DevAddr, YT8512C_PHYSCSR, &readval) < 0)
			{
				return LAN8742_STATUS_READ_ERROR;
			}		
			/* Check if auto nego not done */
			if((readval & YT8512C_PHYSCSR_AUTONEGO_DONE) == 0)
			{
				return LAN8742_STATUS_AUTONEGO_NOTDONE;
			}
			
			if((readval & YT8512C_PHYSCSR_HCDSPEEDMASK) == YT8512C_PHYSCSR_100BTX_FD)
			{
				return LAN8742_STATUS_100MBITS_FULLDUPLEX;
			}
			else if ((readval & YT8512C_PHYSCSR_HCDSPEEDMASK) == YT8512C_PHYSCSR_100BTX_HD)
			{
				return LAN8742_STATUS_100MBITS_HALFDUPLEX;
			}
			else if ((readval & YT8512C_PHYSCSR_HCDSPEEDMASK) == YT8512C_PHYSCSR_10BT_FD)
			{
				return LAN8742_STATUS_10MBITS_FULLDUPLEX;
			}
			else if ((readval & YT8512C_PHYSCSR_HCDSPEEDMASK) == YT8512C_PHYSCSR_10BT_HD)
			{
				return LAN8742_STATUS_10MBITS_HALFDUPLEX;
			}			
		}
  }
	return LAN8742_STATUS_READ_ERROR;
}

  • lwip.c增加热插拔代码；

    cpp 复制代码 
    //修改ethernet_link_status_updated函数为如下内容：
static void ethernet_link_status_updated(struct netif *netif)
{
  if (netif_is_up(netif))
  {
/* USER CODE BEGIN 5 */
		netif_set_up(netif);
#if(LWIP_DHCP == 1)		
		dhcp_start(netif);
#endif
		printf("网线插入\n");
/* USER CODE END 5 */
  }
  else /* netif is down */
  {
/* USER CODE BEGIN 6 */
		netif_set_down(netif);
#if(LWIP_DHCP == 1)		
		dhcp_stop(netif);
#endif
		printf("网线拔出\n");
/* USER CODE END 6 */
  }
}

  • ethernetif.c增加开启自协商和PHY复位代码

    cpp 复制代码 
    //low_level_init函数最后LAN8742_Init(&LAN8742);语句后添加开启自协商代码：
LAN8742_StartAutoNego(&LAN8742);
HAL_Delay(2000);

//HAL_ETH_MspInit函数最后添加PHY识别和复位代码：
#include "i2c.h"	

uint32_t regval;
HAL_ETH_ReadPHYRegister(&heth, 0, 2, &regval);

if (regval && 0xFFF == 0xFFF)                           /* 旧板卡（LAN8720A）*/
{
	 PHY_TYPE = LAN8720A;
	 PCF8574_WriteBit(7,1);                  /* 硬件复位 */
	 HAL_Delay(100);
	 PCF8574_WriteBit(7,0);                  /* 复位结束 */
	 HAL_Delay(100);
}
else                                                    /* 新板卡（YT8512C） */
{
	 PHY_TYPE = YT8512C;
	 PCF8574_WriteBit(7,0);                  /* 硬件复位 */
	 HAL_Delay(100);
	 PCF8574_WriteBit(7,1);                  /* 复位结束 */
	 HAL_Delay(100);
}

  • main.c增加变量和业务代码；

    cpp 复制代码 
    //main.c开头添加：
extern struct netif gnetif;

uint8_t PHY_TYPE = LAN8720A;

//main函数while(1)前增加以下代码：
#if(LWIP_DHCP == 1)
	while(gnetif.ip_addr.addr == 0)
	{
		MX_LWIP_Process();
	}
	
	printf("DHCP succeed:%d.%d.%d.%d\n\n", 
	 ((gnetif.ip_addr.addr)&0x000000ff), (((gnetif.ip_addr.addr)&0x0000ff00)>>8), 
	 (((gnetif.ip_addr.addr)&0x00ff0000)>>16), ((gnetif.ip_addr.addr)&0xff000000)>>24);
#endif

//main函数while(1)中增加以下代码：
    MX_LWIP_Process();

修改完成后编译：0警告和0错误；

烧录后插入路由器中串口打印板子的IP地址，我这打印的是：DHCP succeed:192.168.1.251。（一定要插入路由器中，因为当前代码采用的是DHCP模式，下一篇将教大家如何在此代码的基础上加入静态IP代码）

本文对应的MDK工程和CubeMX工程如下：https://download.csdn.net/download/qq_44712722/90868312

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