[APM32F407]

APM32F4在RT-Thread系统上添加以太网驱动和使用LwIP网络组件—基于RT-Thread Studio环境

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luobeihai|  楼主 | 2022-12-8 23:12 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 luobeihai 于 2022-12-9 08:27 编辑

#申请原创#  @21小跑堂
RT-Thread Studio 是RTT官方的一款集成开发环境,可以很方便的进行RT-Thread实时系统的程序开发,而且对应RT-Thread系统常用的组件可以进行图形化配置,非常的方便。
RT-Thread Studio可以访问官网 RT-Thread Studio 下载地址,在官网下载最新的 RT-Thread Studio 软件安装包。
下面基于 RT-Thread Studio ,把 LwIP 网络协议栈和RT-Thread系统移植到 APM32F4 上运行。

1. 创建APM32F4的工程项目
1、首先点击新建RT-Thread项目
image-20221024215344825.png
2、然后选择下面的配置,如果你的RTT Studio还没有APM32F4的软件包的话,选择添加更多资源,然后找到geehy厂商的软件包,然后安装即可。
image-20221024215616541.png
上面的一些配置可以看自己板子的实际情况进行选择,比如可以选择其他串口作为控制台,或者选择其他调试模式等等。最后点击完成即可。

2. 编译下载生成的基本工程项目
点击完成之后,就可以在左边的资源管理器看到生成的项目文件了。
生成项目文件之后,我们可以直接点击编译(就是那个锤子的图标),刚刚生成的工程项目文件,我们现在直接编译,一般是不会有任何警告和错误的。
然后,编译完成之后,我们可以把程序下载到我们的板子上运行的。下载程序后,打开串口终端软件,可以看到RT-Thread打印的信息,如下:
image-20221024220405063.png
其中,程序会不断打印 Hello ... 字符串,这是因为Main函数里面输出的打印,如果觉得占用了控制台可以去main函数把该语句屏蔽。

3. 解决shell不能输入字符bug
这时,我们在串口终端发现,shell不能接收字符输入。这是一个bug,原因就是串口的GPIO配置有问题,我们把下面文件函数修改一下即可:
image-20221024220918532.png
修改完之后,在重新编译下载,shell就可以正常输入字符、命令了,如下:
image-20221024221109120.png

4. 使能网络接口设备和LwIP
双击打开配置文件 RT-Thread Settings , 然后找到组件这里,使能网络接口设备和LwIP堆栈。
image-20221024221847519.png
其中,我们点击使能之后,里面还有更详细的细节配置可供用户进行配置,比如是否使用DHCP进行动态获取IP地址等,这里我设置为静态IP,因为我没用插路由器。
然后点击保存后,再重新进行编译,可以看到没有任何警告和错误。
image-20221024222419194.png
这个时候,我们其实可以下载程序运行了的,但是网络功能是还不能正常使用的,因为底层的网络驱动文件还没编写。
下载程序后,在终端输入 ifconfig 命令,可以看到说网络设备有错误,如下:
image-20221024222744222.png

5. 添加RTT的网络驱动文件(重点)
这个驱动文件如果bsp包里面有的话,应该是可以配置加入 RTT Studio 里面的吧,但是APM32并没有这个文件的支持,所以只能我们自己编写这个网络驱动文件了,可以参考下面RTT官方文档的介绍,看看需要我们提供什么样的接口函数。
https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/application-note/components/network/an0010-lwip-driver-porting
这里,我已经提前写好了这个文件,分别是 drv_eth.c 和 drv_eth.h 。我们把这两个文件复制到工程目录的drivers目录下。
image-20221024223511374.png
该步骤是在APM32在RT-Thread系统上使用网络组件的重点,这两个文件主要功能就是初始化MCU的ETH外设,以及对RT-Thread的网络组件提供对应的接口。

6. 然后打开 BSP_USING_ETH 宏定义
我们在 board.h 文件中,打开 BSP_USING_ETH 这个宏定义,以及定义 phy 物理芯片的型号(根据自己板子的芯片类型选择),如下:
image-20221024223842262.png
定义了 BSP_USING_ETH 和 PHY_USING_DP83848C 宏定义后,就相当于把 drv_eth.c 文件内容开启了。这时全部重新编译,然后可以看到超级多的报错。
image-20221024224037808.png
这些报错不要被吓到了,其实都是因为缺少文件造成的。

7. 添加缺少的文件到工程目录中
我们打开右边的文件资源管理器,找到libraries目录,查看芯片的标准外设驱动库,可以看到并没有 apm32f4xx_eth.c 文件,这应该是 RTT Studio 没有合并进去吧。这个需要我们去geehy的官网下载f4的SDK包,然后把网口外设的标准驱动文件复制到这个目录下(包括头文件)即可。
然后再在drv_common.h文件中,添加下面两句语句(主要就是包含这两个两个所用到的头文件):
image-20221024224751100.png
然后这时,全部重新编译,然后就可以看到报错已经非常少了。

8. 添加 phy_reset 和 ETH_GPIO_Configuration 函数
上面全部重新编译,然后就只有3个报错了,如下:
image-20221024225235407.png
报错提示说没有phy_reset 和 ETH_GPIO_Configuration 这两个函数,这两个函数实际上时 drv_eth.c 文件要用到的,主要是复位phy芯片和初始化MCU的以太网外设的GPIO口,我们独立出来就是要用户去添加的,这里我已经写好了针对我们板子硬件的函数。
在board.c文件中添加上面两个函数:
1、phy_reset 函数:
/*
* phy reset
*/
void phy_reset(void)
{
    /* PHY RESET PIN: PD11 */
    GPIO_Config_T GPIO_ConfigStruct;

    GPIO_ConfigStruct.mode  = GPIO_MODE_OUT;
    GPIO_ConfigStruct.speed = GPIO_SPEED_2MHz;
    GPIO_ConfigStruct.otype = GPIO_OTYPE_PP;
    GPIO_ConfigStruct.pupd  = GPIO_PUPD_NOPULL;

    RCM_EnableAHB1PeriphClock(RCM_AHB1_PERIPH_GPIOD);

    GPIO_ConfigStruct.pin = GPIO_PIN_11;
    GPIO_Config(GPIOD, &GPIO_ConfigStruct);

    GPIO_ResetBit(GPIOD, GPIO_PIN_11);
    rt_thread_delay(2);
    GPIO_SetBit(GPIOD, GPIO_PIN_11);
    rt_thread_delay(2);
}

2、ETH_GPIO_Configuration 函数:
/* MII/RMII Media interface selection */
//#define MII_MODE
#define RMII_MODE

/*
* GPIO Configuration for ETH
*/
void ETH_GPIO_Configuration(void)
{
    GPIO_Config_T GPIO_ConfigStruct;

    /* Enable SYSCFG clock */
    RCM_EnableAPB2PeriphClock(RCM_APB2_PERIPH_SYSCFG);

    /* Enable GPIOs clocks */
    RCM_EnableAHB1PeriphClock(RCM_AHB1_PERIPH_GPIOA | RCM_AHB1_PERIPH_GPIOC | RCM_AHB1_PERIPH_GPIOG);

    /* MII/RMII Media interface selection */
#if defined(MII_MODE)     /* Mode MII. */
    SYSCFG_ConfigMediaInterface(SYSCFG_INTERFACE_MII);
#elif defined(RMII_MODE)  /* Mode RMII. */
    SYSCFG_ConfigMediaInterface(SYSCFG_INTERFACE_RMII);
#endif

    /*********************** Ethernet pins configuration ***************************/
    /*
        ETH_MDIO -------------------------> PA2
        ETH_MDC --------------------------> PC1
        ETH_MII_RX_CLK/ETH_RMII_REF_CLK---> PA1
        ETH_MII_RX_DV/ETH_RMII_CRS_DV ----> PA7
        ETH_MII_RXD0/ETH_RMII_RXD0 -------> PC4
        ETH_MII_RXD1/ETH_RMII_RXD1 -------> PC5
        ETH_MII_TX_EN/ETH_RMII_TX_EN -----> PG11
        ETH_MII_TXD0/ETH_RMII_TXD0 -------> PG13
        ETH_MII_TXD1/ETH_RMII_TXD1 -------> PG14

        **** Just for MII Mode ****
        ETH_MII_CRS ----------------------> PA0
        ETH_MII_COL ----------------------> PA3
        ETH_MII_TX_CLK -------------------> PC3
        ETH_MII_RX_ER --------------------> PB10
        ETH_MII_RXD2 ---------------------> PB0
        ETH_MII_RXD3 ---------------------> PB1
        ETH_MII_TXD2 ---------------------> PC2
        ETH_MII_TXD3 ---------------------> PB8
    */
    /* Configure PC1, PC4 and PC5 */
    GPIO_ConfigStruct.pin = GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_4 | GPIO_PIN_5;
    GPIO_ConfigStruct.speed = GPIO_SPEED_100MHz;
    GPIO_ConfigStruct.mode  = GPIO_MODE_AF;
    GPIO_ConfigStruct.otype = GPIO_OTYPE_PP;
    GPIO_ConfigStruct.pupd  = GPIO_PUPD_NOPULL;

    GPIO_Config(GPIOC, &GPIO_ConfigStruct);
    GPIO_ConfigPinAF(GPIOC, GPIO_PIN_SOURCE_1, GPIO_AF_ETH);
    GPIO_ConfigPinAF(GPIOC, GPIO_PIN_SOURCE_4, GPIO_AF_ETH);
    GPIO_ConfigPinAF(GPIOC, GPIO_PIN_SOURCE_5, GPIO_AF_ETH);

    /* Configure PG11, PG13 and PG14 */
    GPIO_ConfigStruct.pin =  GPIO_PIN_11 | GPIO_PIN_13 | GPIO_PIN_14;
    GPIO_Config(GPIOG, &GPIO_ConfigStruct);
    GPIO_ConfigPinAF(GPIOG, GPIO_PIN_SOURCE_11, GPIO_AF_ETH);
    GPIO_ConfigPinAF(GPIOG, GPIO_PIN_SOURCE_13, GPIO_AF_ETH);
    GPIO_ConfigPinAF(GPIOG, GPIO_PIN_SOURCE_14, GPIO_AF_ETH);

    /* Configure PA1, PA2 and PA7 */
    GPIO_ConfigStruct.pin = GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_7;
    GPIO_Config(GPIOA, &GPIO_ConfigStruct);
    GPIO_ConfigPinAF(GPIOA, GPIO_PIN_SOURCE_1, GPIO_AF_ETH);
    GPIO_ConfigPinAF(GPIOA, GPIO_PIN_SOURCE_2, GPIO_AF_ETH);
    GPIO_ConfigPinAF(GPIOA, GPIO_PIN_SOURCE_7, GPIO_AF_ETH);

#ifdef MII_MODE
    RCM_EnableAHB1PeriphClock(RCM_AHB1_PERIPH_GPIOB);

    /* Configure PC2, PC3 */
    GPIO_ConfigStruct.pin = GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_3;
    GPIO_Config(GPIOC, &GPIO_ConfigStruct);
    GPIO_ConfigPinAF(GPIOC, GPIO_PIN_SOURCE_2, GPIO_AF_ETH);
    GPIO_ConfigPinAF(GPIOC, GPIO_PIN_SOURCE_3, GPIO_AF_ETH);

    /* Configure PB0, PB1, PB10 and PB8 */
    GPIO_ConfigStruct.pin =  GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_10 | GPIO_PIN_8;
    GPIO_Config(GPIOB, &GPIO_ConfigStruct);
    GPIO_ConfigPinAF(GPIOB, GPIO_PIN_SOURCE_0, GPIO_AF_ETH);
    GPIO_ConfigPinAF(GPIOB, GPIO_PIN_SOURCE_1, GPIO_AF_ETH);
    GPIO_ConfigPinAF(GPIOB, GPIO_PIN_SOURCE_10, GPIO_AF_ETH);
    GPIO_ConfigPinAF(GPIOB, GPIO_PIN_SOURCE_8, GPIO_AF_ETH);

    /* Configure PA0, PA3 */
    GPIO_ConfigStruct.pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_3;
    GPIO_Config(GPIOA, &GPIO_ConfigStruct);
    GPIO_ConfigPinAF(GPIOA, GPIO_PIN_SOURCE_0, GPIO_AF_ETH);
    GPIO_ConfigPinAF(GPIOA, GPIO_PIN_SOURCE_3, GPIO_AF_ETH);
#endif
}

当添加完上面的代码之后,再次编译就可以编译通过了,没有任何警告和错误,如下:
image-20221024225641398.png
这时的代码就相当于把LwIP全部移植成功了,包括底层的网卡驱动。

9. 验证网络功能是否正常
下载程序后运行,然后再串口终端输入 ifconfig 命令,可以看到网卡已经正常工作了,而且使用的是静态IP。
image-20221024225941439.png
我们ping一下电脑主机IP(我的电脑主机IP是:1992.168.1.50),可以看到正常ping通,说明网络功能已经正常了。
image-20221024230026994.png

10. 使用RTT的tcp client和server例程
RTT还有各种软件包,其中tcp client和server例程就属于软件包的一部分,我们可以使能这两个例程,这样就可以在shell命令行下面运行tcp客户端或者服务器例程了。
1、先使能这两个软件包
image-20221024232313884.png
2、保存配置,然后重新编译下载,可以在shell终端看到多了两个命令:
image-20221024232501000.png
3、然后可以运行 tcpserv 命令,使得开发板作为服务器。然后可以在电脑端打开网络调试工具,作为客户端去连接开发板,如下:
image-20221024232703665.png
可以看到开发板接收到了客户端发过来的数据。

11. 总结
以上就是APM32F4系列,在RT-Thread系统上应用LwIP网络功能的详细过程。其实其他APM32带有以太网控制器的MCU,在RT-Thread使用LwIP网络功能也是大同小异的,按照这个过程基本都可以把网络功能应用起来。另外我也把RTT的以太网驱动文件源码上传了,以供大家参考。
APM32F4 RT-Thread 网络驱动中间文件.zip (7.44 KB)

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21小跑堂 2022-12-12 16:43 回复TA
您好,论坛的原创的文章需要是本人原创作品的首次发布,并且全网首次发布是在21ic论坛上的。可以详细了解一下这个:https://bbs.21ic.com/icview-3202148-1-1.html 
yangxiaor520| | 2022-12-12 19:25 | 显示全部楼层
用了下RTtread studio,感觉还不错。

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kai迪皮| | 2022-12-13 14:16 | 显示全部楼层
厉害厉害,学到了

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daichaodai| | 2022-12-13 19:22 | 显示全部楼层
在rttread中添加LWIP库,改动大吗?

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luobeihai 2022-12-13 21:36 回复TA
不算太大的。对接RTT的网络驱动文件已经提供了,你只需要跟着配置,然后提供下phy型号、连接接口(RMII/MII)、phy复位GPIO引脚等基本信息,一般就没什么问题了。 
Innercourage| | 2022-12-26 16:38 | 显示全部楼层
厉害厉害,学到了

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迪圣-欧丽良| | 2022-12-26 17:26 | 显示全部楼层
有需要申请样品或新项目选型的可以加我V 15813376719 欧  极海 一级代理

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abotomson| | 2023-1-5 11:14 | 显示全部楼层
这个支持组件的开发吗?              

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alvpeg| | 2023-1-5 11:23 | 显示全部楼层
RT-Thread Studio 支持什么芯片?

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luobeihai 2023-2-7 21:33 回复TA
我玩了一下,看到RT-Thread Studio上面目前已经支持了APM32F0/F1/F4系列了 
eefas| | 2023-1-5 12:56 | 显示全部楼层
这个LWIP有例程可以参考吗?              

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luobeihai 2023-1-5 22:03 回复TA
我写的这个就是LwIP的使用示例呀。LwIP的应用开发,RTT也提供客户端和服务端的基础示例。 
mnynt121| | 2023-1-5 13:55 | 显示全部楼层
这个如何动态添加组件?              

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robincotton| | 2023-1-5 14:23 | 显示全部楼层
是否有非操作系统的程序吗?              

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luobeihai 2023-1-5 21:52 回复TA
有的,裸机跑LwIP的例程,在极海官网的SDK包有提供。 
maqianqu| | 2023-1-5 15:10 | 显示全部楼层
还没有使用过RTT studio软件。

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bartonalfred| | 2023-1-5 16:08 | 显示全部楼层
APM32F4兼容st的芯片吗?

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luobeihai 2023-2-8 09:38 回复TA
我用过下APM32的芯片,都是pintopin兼容ST的,软件开发也非常相似,就算有不一样的地方更改起来也很简单。 
robertesth| | 2023-1-5 17:34 | 显示全部楼层
LWIP的开发简单了。              

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chenjun89| | 2023-1-5 23:21 | 显示全部楼层
freertos现在都集成网络协议栈了吗?

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rosemoore| | 2023-1-6 13:13 | 显示全部楼层
这个总结的非常好,学习一下。              

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olivem55arlowe| | 2023-1-6 14:24 | 显示全部楼层
RT-Thread Studio开发程序入门很简单。

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nomomy| | 2023-1-6 15:04 | 显示全部楼层
这个怎么自己添加多个串口?              

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yorkbarney| | 2023-1-6 15:35 | 显示全部楼层
图形化开发就是趋势了。              

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i1mcu| | 2023-1-6 17:02 | 显示全部楼层
如何冲映射APM32的IO口?              

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