APM32F4在RT-Thread系统上使用LwIP网络功能—基于RT-Thread Studio环境

APM32F4在RT-Thread系统上使用LwIP网络功能—基于RT-Thread Studio环境

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

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。

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，如下：

我们可以点击编译，可以看到编译完成没有任何警告和错误。

这个时候，是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：

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：

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：

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。

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。

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：

5. 添加RTT的网络驱动文件

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。

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：

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。

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，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）。

然后再在drv_common.h文件中，添加下面两句语句：

然后这时，全部重新编译。

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：

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：

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);
}

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：

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。

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。

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

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：

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：

可以看到开发板接收到了客户端发过来的数据。