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2020年12月16日 | STM32F7xx —— LAN8720（FreeRTOS+LWIP）

2020-12-16 来源：eefocus

STM32F767自带以太网模块，需要外接PHY芯片，完成以太网通信（MII/RMII接口）。LAN8720详细资料看手册。LWIP:1.4.1 FreeRTOS V8.2.3。

#define ETH_CHANNEL ETH

#define ETH_PREEMPT_PRIO ETHERNET_PRIORITY

#define ETH_CLK_ENABLE() __HAL_RCC_ETH_CLK_ENABLE()

#define ETH_IRQ ETH_IRQn

#define ETH_IRQ_FUNC ETH_IRQHandler

#define ETH_RESET_PORT GPIOH

#define ETH_RESET_PIN GPIO_PIN_11

#define ETH_RESET_CONFIG() GPIOConfig(ETH_RESET_PORT, ETH_RESET_PIN, GPIO_MODE_OUTPUT_PP, GPIO_NOPULL);

#define ETH_RESET_HIGH() HAL_GPIO_WritePin(ETH_RESET_PORT, ETH_RESET_PIN, GPIO_PIN_SET)

#define ETH_RESET_LOW() HAL_GPIO_WritePin(ETH_RESET_PORT, ETH_RESET_PIN, GPIO_PIN_RESET)

#define ETH_MDIO_PORT GPIOA

#define ETH_MDIO_PIN GPIO_PIN_2

#define ETH_MDIO_AF GPIO_AF11_ETH

#define ETH_MDIO_CONFIG() GPIOConfigExt(ETH_MDC_PORT, ETH_MDC_PIN, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_NOPULL, ETH_MDC_AF);

#define ETH_MDC_PORT GPIOC

#define ETH_MDC_PIN GPIO_PIN_1

#define ETH_MDC_AF GPIO_AF11_ETH

#define ETH_MDC_CONFIG() GPIOConfigExt(ETH_MDIO_PORT, ETH_MDIO_PIN, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_NOPULL, ETH_MDIO_AF);

#define ETH_RMII_REF_CLK_PORT GPIOA

#define ETH_RMII_REF_CLK_PIN GPIO_PIN_1

#define ETH_RMII_REF_CLK_AF GPIO_AF11_ETH

#define ETH_RMII_REF_CLK_CONFIG() GPIOConfigExt(ETH_RMII_REF_CLK_PORT, ETH_RMII_REF_CLK_PIN, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_NOPULL, ETH_RMII_REF_CLK_AF);

#define ETH_RMII_CRS_DV_PORT GPIOA

#define ETH_RMII_CRS_DV_PIN GPIO_PIN_7

#define ETH_RMII_CRS_DV_AF GPIO_AF11_ETH

#define ETH_RMII_CRS_DV_CONFIG() GPIOConfigExt(ETH_RMII_CRS_DV_PORT, ETH_RMII_CRS_DV_PIN, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_NOPULL, ETH_RMII_CRS_DV_AF);

#define ETH_RMII_RXD0_PORT GPIOC

#define ETH_RMII_RXD0_PIN GPIO_PIN_4

#define ETH_RMII_RXD0_AF GPIO_AF11_ETH

#define ETH_RMII_RXD0_CONFIG() GPIOConfigExt(ETH_RMII_RXD0_PORT, ETH_RMII_RXD0_PIN, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_NOPULL, ETH_RMII_RXD0_AF);

#define ETH_RMII_RXD1_PORT GPIOC

#define ETH_RMII_RXD1_PIN GPIO_PIN_5

#define ETH_RMII_RXD1_AF GPIO_AF11_ETH

#define ETH_RMII_RXD1_CONFIG() GPIOConfigExt(ETH_RMII_RXD1_PORT, ETH_RMII_RXD1_PIN, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_NOPULL, ETH_RMII_RXD1_AF);

#define ETH_RMII_TXEN_PORT GPIOB

#define ETH_RMII_TXEN_PIN GPIO_PIN_11

#define ETH_RMII_TXEN_AF GPIO_AF11_ETH

#define ETH_RMII_TXEN_CONFIG() GPIOConfigExt(ETH_RMII_TXEN_PORT, ETH_RMII_TXEN_PIN, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_NOPULL, ETH_RMII_TXEN_AF);

#define ETH_RMII_TXD0_PORT GPIOG

#define ETH_RMII_TXD0_PIN GPIO_PIN_13

#define ETH_RMII_TXD0_AF GPIO_AF11_ETH

#define ETH_RMII_TXD0_CONFIG() GPIOConfigExt(ETH_RMII_TXD0_PORT, ETH_RMII_TXD0_PIN, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_NOPULL, ETH_RMII_TXD0_AF);

#define ETH_RMII_TXD1_PORT GPIOG

#define ETH_RMII_TXD1_PIN GPIO_PIN_14

#define ETH_RMII_TXD1_AF GPIO_AF11_ETH

#define ETH_RMII_TXD1_CONFIG() GPIOConfigExt(ETH_RMII_TXD1_PORT, ETH_RMII_TXD1_PIN, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_NOPULL, ETH_RMII_TXD1_AF);

lan8720_dev_t lan8720_dev;

static void lan8720_var_init(void)

{

lan8720_dev.dma_rx = MemAlloc(SRAM_TYPE_DTCM, ETH_RXBUFNB * sizeof(ETH_DMADescTypeDef)); //申请内存

lan8720_dev.dma_tx = MemAlloc(SRAM_TYPE_DTCM, ETH_TXBUFNB * sizeof(ETH_DMADescTypeDef)); //申请内存

lan8720_dev.rx_buffer = MemAlloc(SRAM_TYPE_DTCM, ETH_RX_BUF_SIZE * ETH_RXBUFNB); //申请内存

lan8720_dev.tx_buffer = MemAlloc(SRAM_TYPE_DTCM, ETH_TX_BUF_SIZE * ETH_TXBUFNB); //申请内存

}

static void lan8720_gpio_init(void)

{

ETH_CLK_ENABLE();

ETH_RESET_CONFIG();

ETH_MDIO_CONFIG();

ETH_MDC_CONFIG();

ETH_RMII_REF_CLK_CONFIG();

ETH_RMII_CRS_DV_CONFIG();

ETH_RMII_RXD0_CONFIG();

ETH_RMII_RXD1_CONFIG();

ETH_RMII_TXEN_CONFIG();

ETH_RMII_TXD0_CONFIG();

ETH_RMII_TXD1_CONFIG();

}

static void lan8720_mode_init(void)

{

uint8_t mac[6] = {0};

ETH_RESET_CONFIG();

ETH_RESET_HIGH();

delay_ms(100);

ETH_RESET_LOW();

delay_ms(100);

mac[0] = lwip_dev.mac[0];

mac[1] = lwip_dev.mac[1];

mac[2] = lwip_dev.mac[2];

mac[3] = lwip_dev.mac[3];

mac[4] = lwip_dev.mac[4];

mac[5] = lwip_dev.mac[5];

lan8720_dev.handle.Instance = ETH;

lan8720_dev.handle.Init.AutoNegotiation = ETH_AUTONEGOTIATION_ENABLE; // 使能自协商模式

lan8720_dev.handle.Init.Speed = ETH_SPEED_100M; // 速度100M,如果开启了自协商模式，此配置就无效

lan8720_dev.handle.Init.DuplexMode = ETH_MODE_FULLDUPLEX; // 全双工模式，如果开启了自协商模式，此配置就无效

lan8720_dev.handle.Init.PhyAddress = LAN8720_PHY_ADDRESS; // LAN8720地址

lan8720_dev.handle.Init.MACAddr = mac; // MAC地址

lan8720_dev.handle.Init.RxMode = ETH_RXINTERRUPT_MODE; // 中断接收模式

lan8720_dev.handle.Init.ChecksumMode = ETH_CHECKSUM_BY_HARDWARE; // 硬件帧校验

lan8720_dev.handle.Init.MediaInterface = ETH_MEDIA_INTERFACE_RMII; // RMII接口

HAL_ETH_Init(&lan8720_dev.handle);

}

static void lan8720_nvic_init(void)

{

HAL_NVIC_SetPriority(ETH_IRQ, 3, 0); // 优先级必须小于configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY

HAL_NVIC_EnableIRQ(ETH_IRQ);

}

uint32_t LAN8720ReadPHY(uint16_t reg)

{

uint32_t regval;

HAL_ETH_ReadPHYRegister(&lan8720_dev.handle, reg, ®val);

return regval;

}

void LAN8720WritePHY(uint16_t reg, uint16_t value)

{

uint32_t temp = value;

HAL_ETH_ReadPHYRegister(&lan8720_dev.handle, reg, &temp);

}

static uint32_t lan8720_rx_size(ETH_DMADescTypeDef *dma_rx)

{

uint32_t length = 0;

if(((dma_rx->Status & ETH_DMARXDESC_OWN) == (uint32_t)RESET) &&

((dma_rx->Status & ETH_DMARXDESC_ES) == (uint32_t)RESET) &&

((dma_rx->Status & ETH_DMARXDESC_LS) != (uint32_t)RESET))

{

length = ((dma_rx->Status & ETH_DMARXDESC_FL) >> ETH_DMARXDESC_FRAME_LENGTHSHIFT);

}

return length;

}

void LAN8720Init(void)

{

lan8720_var_init();

lan8720_gpio_init();

lan8720_mode_init();

lan8720_nvic_init();

}

void ETH_IRQ_FUNC(void)

{

while(lan8720_rx_size(lan8720_dev.handle.RxDesc))

{

LWIPCommProcess(); // 处理以太网数据，即将数据提交给LWIP

}

//清除中断标志位

__HAL_ETH_DMA_CLEAR_IT(&lan8720_dev.handle, ETH_DMA_IT_R);

__HAL_ETH_DMA_CLEAR_IT(&lan8720_dev.handle, ETH_DMA_IT_NIS);

}

sys_arch文件：

#ifndef _ARCH_SYS_ARCH_H_

#define _ARCH_SYS_ARCH_H_

#include "arch/cc.h"

#include "FreeRTOS.h"

#include "queue.h"

#include "semphr.h"

#define MAX_QUEUE_ENTRIES 20 // 每个消息邮箱的大小

// LWIP消息邮箱结构体

typedef struct

{

QueueHandle_t xQueue;

} lwip_mbox;

typedef SemaphoreHandle_t sys_sem_t; // LWIP使用的信号量

typedef lwip_mbox sys_mbox_t; // LWIP使用的消息邮箱,其实就是UCOS中的消息队列

typedef unsigned char sys_thread_t; // 线程ID,也就是任务优先级

#endif /* _ARCH_SYS_ARCH_H_ */

// 参照lwip_sys.h

static const uint32_t console_null;

// 创建一个消息邮箱

err_t sys_mbox_new(sys_mbox_t *mbox, int size)

{

if(size > MAX_QUEUE_ENTRIES)

{

size = MAX_QUEUE_ENTRIES;

}

mbox->xQueue = xQueueCreate(size, sizeof(void *));

if(mbox->xQueue != NULL)

{

return ERR_OK;

}

else

{

return ERR_MEM;

}

// 释放并删除一个消息邮箱

void sys_mbox_free(sys_mbox_t *mbox)

{

vQueueDelete(mbox->xQueue);

mbox->xQueue = NULL;

}

// 向消息邮箱中发送一条消息(必须发送成功)

void sys_mbox_post(sys_mbox_t *mbox, void *msg)

{

BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;

if(msg == NULL)

{

msg = (void*)&console_null; //当msg为空时 msg等于pvNullPointer指向的值

}

if((SCB_ICSR_REG & 0xFF) == 0) //线程执行

{

while(xQueueSendToBack(mbox->xQueue, &msg, portMAX_DELAY) != pdPASS);//portMAX_DELAY,死等直到发送成功

}

else

{

while(xQueueSendToBackFromISR(mbox->xQueue, &msg, &xHigherPriorityTaskWoken) != pdPASS);

portYIELD_FROM_ISR(xHigherPriorityTaskWoken);

}

// 尝试向一个消息邮箱发送消息

// 此函数相对于sys_mbox_post函数只发送一次消息，发送失败后不会尝试第二次发送

err_t sys_mbox_trypost(sys_mbox_t *mbox, void *msg)

{

BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;

if(msg == NULL)

STM32F7xx LAN8720 FreeRTOS LWIP

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