目的
以太网是比较常用到的功能，这篇文章讲演示在STM32F407上启用以太网功能，使之能够加入网络中，通过DHCP获得IP地址，可以被Ping通。
基础说明
STM32F407是一个自带以太网控制器（ETH MAC）的单片机，只要外接以太网收发器（ETH PHY）就可以进行以太网通讯了。
不过通常来说以太网是一个相对复杂的东西，除了 MAC 和 PHY 外还需要很多软件上的协议支撑，才能方便的进行应用程序的开发，通常嵌入式设备中比较常用的是 LwIP 。
DHCP是一种可以让接入网络的设备可以动态获取IP地址的服务。通常作为一个可以联网工作的设备而言，通过DHCP自动获取IP地址是比较常用的方式。
使用 STM32CubeMX 可以方便的配置芯片自带的 ETH MAC ，可以配置 LwIP ，在 LwIP 中还可以选择一些 ETH PHY 芯片（比如本文的DP83848）。
在早期的版本中默认配置生成的代码在使用DHCP时，如果设备启动时没有插入网线，那么程序会一直卡在DHCP启动这里，目前版本中已经修复了这个问题。本文编写时使用的版本如下：
STM32CubeF4 Firmware Package V1.28.0 / 01-November-2023
Current version of LwIP supported by CubeMx: 2.1.2
主要配置
启用的外设与中间件：
时钟：
以太网：
LwIP：
堆栈：
关键代码
main.c 中一些手动添加的代码：
#include "main.h"
#include "lwip.h"
UART_HandleTypeDef huart6;
/* With GCC, small printf (option LD Linker->Libraries->Small printf set to 'Yes') calls __io_putchar() */
#ifdef __GNUC__
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch) // 实现__io_putchar函数
#else
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif /* __GNUC__ */
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
HAL_UART_Transmit(&huart6, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF); // for printf()
return ch;
}
int main(void)
{
HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_GPIO_Init();
MX_LWIP_Init(); // 初始化网络功能
MX_USART6_UART_Init();
while (1)
{
MX_LWIP_Process(); // 处理网络相关事务
static uint32_t previous = 0;
if((HAL_GetTick() - previous)>=1000)
{
previous = HAL_GetTick();
extern struct netif gnetif; // 网卡对象，在lwip.c文件中定义
// 打印时间和IP地址
printf("%ld - loop: ip addr %s\n", HAL_GetTick(), ip4addr_ntoa(netif_ip_addr4(&gnetif)));
}
}
}
lwip.c 中一些手动添加的代码：
/**
* @brief Notify the User about the network interface config status
* @param netif: the network interface
*/
static void ethernet_link_status_updated(struct netif *netif)
{
if (netif_is_up(netif))
{
printf("%ld - link status callback: netif_is_up!\n", HAL_GetTick());
}
else /* netif is down */
{
printf("%ld - link status callback: netif_is_down!\n", HAL_GetTick());
}
}
示例演示
连续Ping半个小时：
插拔网线测试：
示例链接
仓库地址： https://github.com/NaisuXu/STM32_MCU_Examples
本文中的示例位于仓库中 ETH_DP83848_DHCP_NonOS_Poll_F407 。
关于中断
以太网也是带中断的，以太网中断主要在接收、发送完成和错误等时候触发。
理论上来说可以在中断中接收数据，不过通常不应该在中断中处理耗时操作，所以更多的时候在中断中只是进行下标记，然后在主循环中处理。
未使用操作系统的情况下其实用中断和不用中断区别不是很大。官方也只在用了操作系统的情况下启用以太网中断，主要就是下面即可例程：
LwIP_HTTP_Server_Netconn_RTOS
LwIP_HTTP_Server_Socket_RTOS
LwIP_UDPTCP_Echo_Server_Netconn_RTOS
例程中首先是中断回调函数：
void ETH_IRQHandler(void)
{
HAL_ETH_IRQHandler(&EthHandle);
}
回调函数中调用了HAL库对以太网中断的处理函数：
void HAL_ETH_IRQHandler(ETH_HandleTypeDef *heth)
{
if (/* Packet received */)
{
HAL_ETH_RxCpltCallback(heth);
}
if (/* Packet transmitted */)
{
HAL_ETH_TxCpltCallback(heth);
}
if ( /* ETH DMA Error */)
{
HAL_ETH_ErrorCallback(heth);
}
}
例程中各个中断的处理都是给了个信号量：
void HAL_ETH_RxCpltCallback(ETH_HandleTypeDef *heth)
{
osSemaphoreRelease(RxPktSemaphore);
}
void HAL_ETH_TxCpltCallback(ETH_HandleTypeDef *heth)
{
osSemaphoreRelease(TxPktSemaphore);
}
void HAL_ETH_ErrorCallback(ETH_HandleTypeDef *heth)
{
osSemaphoreRelease(RxPktSemaphore);
}
总结
到此为止网络部分已经可以正常工作了，接下来就可以开发网络应用了，主要是使用LwIP提供的一些接口进行数据交互，这方面内容可以参考官方例程和文档：
《UM1713 使用 LwIP TCP/IP 栈，在 STM32Cube 上开发应用》
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原文链接：https://blog.csdn.net/Naisu_kun/article/details/136358210
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