手把手教你用STM32cube调通STM32H743以太网通讯并实现TCP客户端
STM32H7内核是Cortex-M7，目前接触到与M4最大的区别就是CACHE，M7有两个CACHE，DCACHE和ICACHE。由于这个CACHE踩了不少坑。html
本例程软硬件配置为：FreeRTOS+LwIP+LAN8720，在正点原子阿波罗开发板上测试api
1. Cube配置
RCC都使用外部晶振，由于后面要用到FreeRTOS，cube会建议使用TIM1做为SYS时钟源服务器
系统网络
不考虑功耗时钟频率直接拉到最高480MHzsocket
ETH模块使能，配置为RMII模式，MAC地址随便填一个，这里能看到一个warning，说ETH模块只能运行在0x24000000地址起始的RAM中，网上查了一下这个地址是AXI RAM，AXI是一种总线结构，这边先不用管，能够等进入工程后配置。而后就是确认ETH与物理层芯片相连的引脚是否正确，因为使用的是阿波罗开发板，原来默认的发送接口是B十二、B13，须要改成G1三、G14，最后使能ETH全局中断。这里会发现如今版本的Cube没有配置物理层芯片地址(PHY ADDR)的选项，不用担忧，在程序中它会本身遍历0-31的物理地址，找到有应答的地址做为物理层芯片地址。除此以外，将ETH的GPIO口频率都设为最高。tcp
启用FreeRTOS，可根据实际需求修改配置函数
启动LWIP发现是灰的，移到LWIP上会发现cortex-m7须要启用DCache才能使用LWIP测试
启用DCache后能正常启用LWIPui
设置物理层芯片，这里只有LAN8742能够选，不过不要紧，LAN8720也能够用，在通用设置里面能够选择启用哪些操做，这里使能了DNS.net
最后物理层芯片须要一个硬件复位信号引脚，因为阿波罗开发板中该引脚是由PCF8574芯片控制的，PCF8574芯片须要经过IIC控制，嫌麻烦就看了下正点原子给的原理图，直接把红框中的两个电阻焊掉，用跳线链接LAN8720的复位引脚和H743的GPIO引脚，这个GPIO口随便选，这里用了A5。配置输出电平为High
网络部分的配置就这些，其余模块根据本身需求配置，好比串口、定时器等。这里使能了一个串口做为调试用，波特率直接给到了921600Bit/s，引脚改成A9A10
最后一步设置项目名称等，编译器使用了IAR8.3（编译比keil快不少），设置完了就生成代码
2. 工程配置
main.c中重定向printf用于打印消息，另外提供一个MPU配置函数
/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
#ifdef __GNUC__
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
//HAL_UART_Transmit(&huart1 , (uint8_t *)&ch, 1 , 0xffff);
while ((USART1->ISR & 0X40) == 0);
USART1->TDR = (uint8_t) ch;
return ch;
}
/**
* @brief Configure the MPU attributes
* @param None
* @retval None
*/
static void MPU_Config(void)
{
MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;
/* Disable the MPU */
HAL_MPU_Disable();
/* Configure the MPU attributes as Device not cacheable
for ETH DMA descriptors */
MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x30040000;
MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_256B;
MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;
MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0;
MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0;
MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
/* Configure the MPU attributes as Cacheable write through
for LwIP RAM heap which contains the Tx buffers */
MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x30044000;
MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_16KB;
MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_NOT_BUFFERABLE;
MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER1;
MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0;
MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
/* Enable the MPU */
HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
}
/* USER CODE END 0 */
main()函数中调用MPU_config，并使能SRAM时钟
在ethernetif.c文件的low_level_init函数中添加物理层重启语句
在ethernetif.c文件的low_level_output函数中添加DCache语句
在ethernetif.c文件的low_level_input函数中添加DCache语句
在lwipopts.h文件末尾添加宏定义
#define LWIP_RAM_HEAP_POINTER (0x30044000)
在中断文件stm32h7xx_it.c中先引入外部信号量，再在ETH中断中添加信号量释放函数
最后打开IAR的Project->Options->Linker->Config->Edit修改RAM起始地址
到这里就软件就配置完了，接下来是TCP客户端的实现
3. TCP客户端
建立TCP客户端的.c文件
加入代码
#include "lwip.h"
#include "lwip/api.h"
#include "stm32h7xx_hal.h"
#include "cmsis_os.h"
#include "socket.h"
#include "dns.h"
void DNS_found_cb(const char *name, const ip_addr_t *ipaddr, void *callback_arg)
{
uint32_t* ip = (uint32_t*)ipaddr;
printf("DNS found: IP %d:%d:%d:%d\n",((*ip)&0xff),(((*ip)>>8)&0xff),(((*ip)>>16)&0xff),(((*ip)>>24)&0xff));
}
void network_init(struct netconn *conn)
{
int sock = -1;
conn = netconn_new(NETCONN_TCP);
if (conn == NULL){
printf("Set new connection failed...\r\n");
return;
}
sock = lwip_socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
if(sock < 0){
printf("Get socket failed!... Try again...\r\n");
vTaskDelay(1000);
}
conn->socket = sock;
}
int network_connect(struct netconn *conn, char *hostname, int port)
{
int err;
struct sockaddr_in sAddr;
ip_addr_t addr;
printf("Socket is:%d\r\n",conn->socket);
err = dns_gethostbyname(hostname, &addr, DNS_found_cb, NULL);
if(err != 0){
printf("DNS failed to get host by name : %d \n",err);
return -1;
}
//addr.addr = htonl(addr.addr);
sAddr.sin_addr.s_addr = *((in_addr_t*)(&addr));
sAddr.sin_family = AF_INET;
sAddr.sin_port = htons(port);
//netconn_bind(conn,IP_ADDR_ANY,port);
err = lwip_connect(conn->socket, (struct sockaddr*)(&sAddr), sizeof(struct sockaddr));
if(err != 0){
printf("LwIP connect failed :%d \n", err);
return -2;
}
return 0;
}
void tcp_client_task(void const * argument)
{
// struct netbuf *buf;
// void *data;
// u16_t len;
err_t err;
struct netconn conn;
LWIP_UNUSED_ARG(argument);
char ip4[] = "192.168.0.100";
uint16_t port = 30001;
printf("Connecting to server: %s :%d ...\r\n",ip4,port);
network_init(&conn);
CONNECT:
err = network_connect(&conn, ip4, port);
if (err != ERR_OK){
printf("Connect to server failed:%d \tReconnecting...\r\n",err);
vTaskDelay(3000);
goto CONNECT;
}
printf("Connect to server successed!\r\n");
while(1)
{
vTaskDelay(2000);
}
}
其中IP地址与端口须要根据本身服务器设置
在main.c文件中添加TCP任务函数
extern void tcp_client_task(void const * argument);
定义全局变量的TCP任务句柄
osThreadId TCPTaskHandle;
在StartDefaultTask中添加TCP任务
osThreadDef(TCPClient, tcp_client_task, osPriorityNormal, 0, 2048); TCPTaskHandle = osThreadCreate(osThread(TCPClient), NULL);
若是须要debug能够打开lwip的debug功能，在debug.h中一下位置添加debug的宏定义
而后在opt.h文件中打开对应的Debug开关，如打开DHCP_DEBUG等等
大功告成，接下来就是烧录，并运行程序。观察串口打印的debug内容，能够看到lwip经过DHCP得到到了IP地址、网关及子网掩码
进入路由器配置页面，能够看到路由器中多了一个Uknown设备，地址为192.168.0.103
服务器端显示，有一个192.168.0.103的TCP客户端链接
ping也能够直接ping通