stm32f407以太網(wǎng)及USB OTG快速開發(fā)

引言

想要快速完成網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧和USB OTG功能，使用ST自家的工具STM32CubMx再好不過的了。如果你還不會使用，別著急下面我會一步一步的用圖片告訴你如何做。

軟件平臺:windows、STM32CubMx、keil v5

硬件平臺:原子的stm32f407ZGT6開發(fā)板，

第一：閱讀原理圖，使用STM32CubMx完成配置，原理圖這里不說明。直接到STM32CubMx配置。

（1）、打開STM32CubMx軟件，選擇New Project，在彈出的菜單選擇，選擇對應(yīng)的芯片，點(diǎn)擊OK即可。如下圖：

（2） 設(shè)置clock，板子使用的是8MHz的晶振，軟件對應(yīng)的是Peripheral –>RCC。如下圖：

（3）根據(jù)原理圖配置以太網(wǎng)，選擇的是RMII接口，注意由于有管腳的復(fù)用，所有選擇RMII后，軟件自動的軟件不一定和原理的對應(yīng)上，我們應(yīng)該按照原理圖來配置管腳！對應(yīng)上的就不用更改，不對應(yīng)上就必須更改。如下圖：

、

原圖上的以太網(wǎng)PHY芯片管腳連接圖是RMII接口，如下圖所示：

相應(yīng)的管腳，軟件對應(yīng)管腳配置

RMII_REF_CLK 、ETH_MDIO、RMII_CRS_DV、ETH_RESET、RMII_TX_EN、RMII_TXD0、RMII_TXD1這些管腳對應(yīng)的位置以及軟件上的配置，如下圖：

經(jīng)過上述配置以太網(wǎng)的管腳基本上映射好了。修改管腳配置，方法：點(diǎn)擊某個關(guān)鍵在彈出的功能菜單選中對應(yīng)的功能即可！

OTG配置！使用FS做OTG，因?yàn)樵韴D上面用的是FS。

管腳使用默認(rèn)的管腳無需更改。

管腳使用默認(rèn)的管腳無需更改。

（1） 第三方庫的配置主要是文件系統(tǒng)（USB OTG需要）、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧（以太網(wǎng)需要）、RT OS（選配本次使用OS方便后面的以太網(wǎng)和USB OTG任務(wù)的調(diào)度）。

如下：由于選了OS，而OS的滴答基于Systick來運(yùn)作的，所以我們得另外選擇定時器用來做軟件的tcik的這里選這TIM1。如下圖所示：

配置sys tick，系統(tǒng)記時，單位是ms

第三方庫的選配：

文件系統(tǒng)選擇USB Disk USB硬盤設(shè)備

使能freeOS（嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)）、LWIP（TCP/IP協(xié)議棧）

系統(tǒng)時鐘的配置，Clock configuration選項(xiàng)卡里設(shè)置，如下配置：使用168MHz的時鐘，USB時鐘必須是48MHz。具體配置如下：

功能的配置 Configuration選項(xiàng)卡里面設(shè)置，為了方便網(wǎng)頁的開發(fā)，我這里配置LWIP的httpd功能，GPIO設(shè)置輸出設(shè)置為High。如下圖：

總體細(xì)節(jié)框架如下：

生成代碼框架，菜單project->setting設(shè)置編譯平臺和目錄，Generator code生成代碼框架！

1、進(jìn)入到軟件的及代碼平臺的編寫！

由于按照上面的步驟生成的代碼基本上是可以用的，但是該代碼基于的是LAN8742A芯片配置的PHY，原理圖上用的是LAN8720，注意PHY芯片基本都上都一樣的主芯片和PHY通信是通過MDIO接口來通信的，這個是標(biāo)準(zhǔn)化的，所以框架程序里面也是這樣子的，這些基本不用改，而且PHY是IEEE802.3中定義的一個標(biāo)準(zhǔn)模塊，PHY芯片的寄存器地址0-31地址具體功能IEEE802.3也是規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)了的，所以移植的時候就很方便了，不同的是PHY復(fù)位時間和PHY芯片地址，關(guān)于地址LAN8720有如下描述：

The PHYAD0 bit is driven high or low togive each PHY a unique address.

PHYAD 0 bit設(shè)置為1或者0以給PHY一個唯一的地址，就是LAN7820A的地址。Thisaddress is latched into aninternal register at the end of a hardware reset (default = 0b). PHY芯片硬件復(fù)位后地址被鎖在內(nèi)部寄存器。

In a multi-PHY application (such as a repeater), the controller isable to manage each PHY via the unique address. 多PHY芯片應(yīng)用場景（例如一個中繼器），控制器能夠通過這個唯一的地址管理每隔PHY芯片。

Each PHY checks eachmanagement data frame for a matching address in the relevant bits. 每隔PHY芯片檢查檢查每個管理數(shù)據(jù)幀的相關(guān)位來匹配這個地址。

When a match is recognized, the PHYresponds to that particular frame. 當(dāng)一個匹配被檢查到，PHY響應(yīng)一個特殊的幀。

The PHY address is also used to seed the scrambler.PHY.地址也用于種子的擾碼

In a multi-PHYapplication, this ensures that the scramblers are out of synchronization and dispersesthe electromagneticradiation across the frequency spectrum.

根據(jù)上面的說法我們這里L(fēng)AN7820的地址應(yīng)該是0，所以找到LAN8742A_PHY_ADDRESS這個定義改為0即可。

位置：Stm32f4xx_hal_conf.h

復(fù)位時間

修改自己的IP，注意該框架是默認(rèn)打開DHCP的，DHCP功能，設(shè)備能在網(wǎng)內(nèi)能請求DHCP服器來動態(tài)的配置設(shè)備的IP，我們這里要設(shè)置為固定iP，所以禁用DHCP！如下：

頭文件：lwipopts.h

lwip.c文件修改

固定IP修改,為了方便使用，我這定義一個聯(lián)合體類型來存儲IP地址，如下圖：

修改HAL_ETH_Init函數(shù)，添加硬復(fù)位如下：

經(jīng)過這樣子就修改就可以完成了！只用主機(jī)能ping通，注意打印口映射代碼沒寫出來，這個很簡單，百度一下就有。具體實(shí)驗(yàn)圖如下：

使用正點(diǎn)原子的串口工具，必須用它的。注意要打開一些調(diào)試信息就可以看到了這些打印信息了。

USB OTG 則直接可以用，答應(yīng)USB監(jiān)聽狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)效果圖如下：

插入USB，主機(jī)檢測到了USB連接上了，可以調(diào)用mount然后fopen函數(shù)來正常的讀取文件了，到此基本完成！

1、完成了LWIP和USB的功能，剩下就是網(wǎng)絡(luò)通信，這些都是應(yīng)用程序了，相對來說簡單。網(wǎng)絡(luò)通信無非就是SOCKET、以及USB就是fopen函數(shù)的調(diào)用write和read函數(shù)等。

2、關(guān)于打印口看到了httpd_init，那是因?yàn)槲姨砑恿司W(wǎng)頁設(shè)計，通過網(wǎng)頁可以修改IP等。

3、使用STM的STM32CubMx軟件快速開發(fā)出你想要的框架，底層配置大多數(shù)可以不用自己的手工的去計算，比如時鐘，如果通過自己的計算來給各個總線來分配時鐘源那會相當(dāng)麻煩，從做STM32F103的時候就深有體會。如果還不會這個軟件的，建議還是得學(xué)會，因?yàn)樗梢詭臀覀兒艽蟮拿ΑＷ鳛閺氖耂TM32和linux開發(fā)的我來說，省去一大部分的時間了。