【LWIP】（补充）STM32H743(M7内核)CubeMX配置LWIP并ping通

前言

之前我写了一个用CubeMX配置LWIP以太网通讯的博客：
【LWIP】stm32用CubeMX配置LwIP+Ping+TCPclient+TCPserver发送信息到PC（操作部分）
当时用的是F207、F407加上LAN8720、DP83848做了测试，效果都是很好的。但是当我第一次在STM32H743的时候突然傻眼了，H743用CubeMX配置以太网方法与其他内核的芯片有很大不同，估计很多同学在从F1\F2\F4转到STM32 M7系列配置以太网的时候都和我一样，一开始信心满满，然后一头雾水。
于是我经过两天琢磨，搞出来一个STM32H743（M7内核）的CubeMX配置LWIP以太网的ping通教程。包教包会！

接下来开始做事（由于某些特殊原因~，无法上传高清图片，很抱歉，请各位摘下眼镜将就看看）

1、配置CubeMX

打开CubeMX，选择完芯片后：
在CORTEX_M7里面：使能DCache。MPU控制模第三个“only+disable”
（M7内核相对于其他常见的学习板不同，是有缓存的，而且芯片内部有两段内存是不允许外设访问的，所以你不配置这mpu就绝对ping不通。）
第一个配置如图，主要是先开起来MPU功能，随便配置一个就好，这样生成的代码就带有MPU的设置和初始化，后面我们替换成自己写好的MPU代码。

RCC:因为我这块板子上只有外部高速晶振，所以使能外部高速晶振，各位按实际硬件的来就好。
然后把电源调节器电压范围选择scale0，这样我们就能把主频调到最高。（很多刚用H7的新手会发现主频率调不高，大概就是这里的问题）。
这里把时钟配置到400，因为我的项目之前是这么配的，所以要一致。这里配480完全可以。

直接自动配置，很方便！

为了调试，必然要打开串口，根据实际硬件进行配置。

ETH：因为硬件是RMII，所以选择RMII。你硬件是MII就可以选MII。（但特别注意，MII需要在CLK引脚上提供25M时钟，而RMII需要50M时钟，如果没有配置外部晶振，就要在时钟配置中用MCO给这条线上供给时钟，不同的PHY芯片对外部晶振提供的时钟又有不同的处理方式，比如8720能把外部25M时钟内部倍频出50M，而DP83848RMII模式下就得老老实实焊一个50M晶振，这里很容易出错）
注意IO口和硬件要对应，速度一定要是高速，我有一次忘记配置，默认低速就无法ping通。
然后接收和发送缓存描述符默认就行，注意接收缓存地址我选择30040200才ping通，心里要稍微记住这几个数值，有需要可以研究着改改。

姑且把中断勾起来，这样想用中断的时候就能直接用了。

配置LWIP:
只有LAN8742,别无选择，,8720可以通用，如果不是8742系列，后面我会带着大家修改寄存器。

为了方便，开发板改成静态IP，这个IP一定要和你的主机在同一个子网下，也就是主机号相同，我这边是192.168.0，这个可以在自己电脑上查一下。ICMP（ping功能）和TCP开起来，这俩应该是默认开的。

这个回调功能打开来，就可以自己在这里写点函数，应该都是默认的。

生成keil代码！

2、接下来是配置MDK！

打开keil5（MDK），勾上这两个，其他的常规配置不用多说了，大家都懂的，前面的教程也说过。

串口重定向，不用多说！
养成好习惯，串口设置好后编译一下，看看能不能正常输出，这也是为了之后方便打开.h头文件。
#include "stdio.h"放在需要用到串口打印的文件中（都是十分基础的东西）。

int fputc(int ch, FILE *f)
{
//具体哪个串口可以更改huart1为其它串口
HAL_UART_Transmit(&huart1 , (uint8_t *)&ch, 1 , 0x0f);
return ch;
}

主循环加入这个功能。这就在主循环里轮询检查了，当然这样更耗资源，但我们不是勾选了中断嘛，先ping通，后面再说怎么用中断。
MX_LWIP_Process();

在时钟配置之后加入一个100毫秒的延时，我在这里出过BUG，不知道是啥原因，反正延时了就好了，不碍事就加上吧！

在PHY层芯片初始化（GPIO、CLOCK、NVIC和传输模式配置）之前加入一个复位！其实就是连接PHY芯片复位引脚的那个GPIO拉低拉高一下。

复制替换MPU配置代码！我们在cubeMX中打开了MPU，这个函数就会出现，我们灵活根据需要修改就好了。我这边是设立了两个MPU，这很关键！

MPU代码复制：

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);

  /* Enables the MPU */
  HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);

}

在lwip.c的头文件下找到lwipopt.h，加入debug代码，这样就能在串口看到你的网络出什么问题了（注意在实际工程中要关闭debug代码，否则打印太耗资源，ping通时间会长达100ms，关闭后就正常1ms ping通了）
LWIP调试代码如下，很好用！

#define LWIP_DEBUG

#define LWIP_DBG_TYPES_ON               LWIP_DBG_ON
/* USER CODE BEGIN 1 */
#define LWIP_DBG_MIN_LEVEL              LWIP_DBG_LEVEL_OFF
//#define LWIP_DBG_MIN_LEVEL              LWIP_DBG_LEVEL_WARNING
//#define LWIP_DBG_MIN_LEVEL              LWIP_DBG_LEVEL_SERIOUS
//#define LWIP_DBG_MIN_LEVEL              LWIP_DBG_LEVEL_SEVERE
 
#define LWIP_DBG_TYPES_ON               LWIP_DBG_ON
//#define LWIP_DBG_TYPES_ON               (LWIP_DBG_ON|LWIP_DBG_TRACE|LWIP_DBG_STATE|LWIP_DBG_FRESH)
 
#define ETHARP_DEBUG                    LWIP_DBG_ON     
#define NETIF_DEBUG                     LWIP_DBG_ON     
#define PBUF_DEBUG                      LWIP_DBG_ON
#define API_LIB_DEBUG                   LWIP_DBG_ON
#define API_MSG_DEBUG                   LWIP_DBG_ON
#define SOCKETS_DEBUG                   LWIP_DBG_ON
#define ICMP_DEBUG                      LWIP_DBG_ON
#define IGMP_DEBUG                      LWIP_DBG_ON
#define INET_DEBUG                      LWIP_DBG_ON
#define IP_DEBUG                        LWIP_DBG_ON     
#define IP_REASS_DEBUG                  LWIP_DBG_ON
#define RAW_DEBUG                       LWIP_DBG_ON
#define MEM_DEBUG                       LWIP_DBG_ON
#define MEMP_DEBUG                      LWIP_DBG_ON
#define SYS_DEBUG                       LWIP_DBG_ON
#define TCP_DEBUG                       LWIP_DBG_ON
#define TCP_INPUT_DEBUG                 LWIP_DBG_ON
#define TCP_FR_DEBUG                    LWIP_DBG_ON
#define TCP_RTO_DEBUG                   LWIP_DBG_ON
#define TCP_CWND_DEBUG                  LWIP_DBG_ON
#define TCP_WND_DEBUG                   LWIP_DBG_ON
#define TCP_OUTPUT_DEBUG                LWIP_DBG_ON
#define TCP_RST_DEBUG                   LWIP_DBG_ON
#define TCP_QLEN_DEBUG                  LWIP_DBG_ON
#define UDP_DEBUG                       LWIP_DBG_ON     
#define TCPIP_DEBUG                     LWIP_DBG_ON
#define PPP_DEBUG                       LWIP_DBG_ON
#define SLIP_DEBUG                      LWIP_DBG_ON
#define DHCP_DEBUG                      LWIP_DBG_ON     
#define AUTOIP_DEBUG                    LWIP_DBG_ON
#define SNMP_MSG_DEBUG                  LWIP_DBG_ON
#define SNMP_MIB_DEBUG                  LWIP_DBG_ON
#define DNS_DEBUG                       LWIP_DBG_ON

重头戏来了，因为cubeMX只预置了LAN8742的配置，而我们用的是DP83848，应该是ping不通的，所以寄存器要更改。
首先，在配置cube的时候会发现，在207、407的配置里，会要求填写PHY Address，这个和上电时PHYAD引脚上的电平有关，但H7系列配置的时候并没有要求填写，为什么呢？我们来看这一段程序，在lan8720.c中。

原来cube中用了这一段程序来循环检查PHY芯片中存有PHY地址的寄存器，实现自动读取，这个寄存器在lan8742中偏移18，而在DP83848中偏移0x19，所以我们要把红圈部分修改为0x19。（如果你对你的硬件很有把握，知道上电后PHYAD引脚的状态，可以直接注释掉上面截图中的所有代码，用两行代码直接给下面两个变量赋值。pObj->DevAddr = DP83848_PHY_ADDRESS; status = LAN8742_STATUS_OK; 这里的DP83848_PHY_ADDRESS是你的PHY地址值，比如83848，五根PHYADx引脚，上电时如果没有硬件拉高或拉低，那就由于PHYAD0内部弱上拉，其余四根内部弱下拉，所以就是1）

本来到了这一步网上一些教程说可以ping通了，但是我依然没有ping通，果然网上的东西还是不靠谱，得多自己研究！

后来发现，LAN8742_PHYSCSR寄存器有问题，在LAN8742中是特殊功能寄存器，它在LAN8742.h代码中是这样显示的：

很显然，里面有一位用于开启自适应，有3位用于配置速度以及单/双工

这时候来看看我们DP83848的这个寄存器：↓↓↓

发现了不一样，于是我们在代码上进行修改：

最后烧录开机，完全OK！

特别注意，因为我开了lwip的debug，会进行大量串口输出，所以ping的时间长达200ms,这时候我们已经调通了，debug代码就完全不需要了，我回到lwipopt.h中注释掉它们，再ping一次，发现完全正常了。

3、ping通之后我还有一些要补充的：

3.1 高速通讯要清除缓存

我们实际项目中往往需要高速发送，这时候 及时清除缓存就有必要了。注意在需要高速数据发送的情况下，在ethernetif.c中加入两行缓存清除代码：

3.2 字符串发送出现乱码解决

在我以前的博客里，有用407给大家配置一个客户端和服务器端，这两个代码我试了一下都可以用，但就是莫名其妙的没在407上这么好用，会出现一些问题。于是我研究着改了改。
首先是tcpserver部分代码，字符串传输回电脑会看见乱码。

但我们只要做出一些小小的修改就行了，如图：

把字符串输出的size的长度减一，这样显示就正常了！

3.3 中断接收

我们上面展示的程序是在主循环里不断地轮询，但是轮询是很消耗资源的，所以我们来尝试一下使用中断来接收信息。
还记得我在上面说过的嘛，配置CubeMX的时候要顺手勾选以太网中断，这下就能用上了！
首先在ethernetif.c里把方框里的改掉

然后，我们在lwip.c中注释掉这一行，并把这一行放在stm32h7xx_it.c的ETH_IRQHandler函数中，并在这个函数中注释掉HAL_ETH_IRQHandler(&heth);

可以看到这里报错了，是没有添加头文件的原因，我们只要在stm32h7xx_it.c的头部添上这两行就行了

最后直接ping通了！
注意，中断模式并不只是为了节约资源，更重要的一点是解决丢包。在轮询模式ping通后，很多人就忘乎所以拿去用了，其实如果你们测一测丢包率，会发现存在%5的丢包，这在实际项目中是非常致命的！但是改用中断接收后，丢包率下降为0（如下图）。

可以看见确实通过改轮询方式为中断方式后，丢包消失了！

3.4 ping不通，但debug显示了前面一大段，但后面没动静了，这是怎么回事？

出现这种情况我碰见过两种原因：
第一种是你的缓冲区忘记更改了，也许你把缓冲区大小从C0改为200就行了。
第二种是芯片复位的问题，因为有些程序你不会给网卡PHY芯片配置RESET也能用，但有时候是不行的，这时候你需要给你的开发板断电然后上电，网络就能用了。

总结

以上我们就实现了一个基于cubeMX生成的代码修改后的H743+lwip的ping通程序，比207、407芯片的配置有较大不同，因为内核不同，速度也更快了，所以加入了缓存和内存保护MPU，同时代码上也有一些些不同，最重要的是只有LAN8742的配置，除此之外的所有PHY芯片都会因为引脚不同或者寄存器不同而需要或多或少的修改。
我这里主要是一个ping通操作，所以改动了两个寄存器，但是你不可能光ping通而不进行其他操作，如果你需要用到中断之类的功能，你就要去查找相应的功能的8742寄存器代码段，然后对应着DP83848手册把这些寄存器的偏移量和它里面不同功能的掩码修改成DP83848的数值。
可以用keil5自带的CMSIS生成83848头文件里的寄存器设置进行参考辅助。当然，有厉害的人可以直接利用CMSIS的代码加入工程，但我没试过，如果有试过的，希望能做成一期博客分享给我。

希望能帮上大家，希望大家踊跃留言，有建议和优化请在评论区留言，我都会看并及时回复并更正的，谢谢！文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-679524.html

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