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CubeMX配置STM32VET6实现网口通信（无操作系统版-附源码）

news 来源：原创 2025/8/22 23:54:24

下面是使用CubeMX配置STM32F407VET6，实现以太网通讯（PHY芯片为LAN8720）的具体步骤总结：

一、硬件连接方式：

  • 硬件原理图：

    使用外部晶振为PHY芯片提供时钟。

image-20250407202838959

  • STM32F407VET6 与 LAN8720 采用 RMII 模式连接。
STM32F407VET6引脚功能（RMII）LAN8720引脚
PA1ETH_REF_CLKREF_CLK（50MHz时钟输入）
PA2ETH_MDIOMDIO
PC1ETH_MDCMDC
PA7ETH_CRS_DVCRS_DV
PC4ETH_RXD0RXD0
PC5ETH_RXD1RXD1
PB11ETH_TX_ENTX_EN
PB12ETH_TXD0TXD0
PB13ETH_TXD1TXD1
PA8ETH_RESETnRST

注意：

  • LAN8720使用RMII模式，需提供50MHz外部时钟至LAN8720芯片的XTAL1/CLKIN引脚。

    • LAN8720芯片外接的晶振频率为 25MHz，连接至LAN8720的XTAL1/CLKIN管脚。

      STM32F407在使用RMII模式进行以太网通信时，LAN8720内部会将这个25MHz时钟倍频为50MHz后输出到STM32的PA1引脚（ETH_REF_CLK），因此你只需要给LAN8720提供一个25MHz的晶振即可。

      • 外部晶振：25MHz
      • RMII参考时钟：LAN8720输出50MHz到STM32

  • LAN8720的地址引脚PHYAD0置0（接地），则默认PHY地址为0（我这里默认接地了，只是原理图没画出来）。

    • 根据LAN8720官方Datasheet说明：
    • 当PHYAD0引脚 下拉到GND 时，PHY地址为 0。
    • 当PHYAD0引脚 上拉到VDDIO 时，PHY地址为 1。

    在原理图中，这个引脚既未上拉也未下拉（即悬空状态），通常会导致PHY地址不确定，在实际工作中可能会导致STM32无法正确识别PHY芯片。

二、CubeMX软件配置步骤：

（1）以太网ETH配置：

  • 打开ETH外设，选择Mode为RMII。

    image-20250407204010071

  • 其他配置保持默认即可：

    • Ethernet MAC address：可以自定义，例如：00:80:E1:00:00:00。此处不做任何处理，保持默认即可。

  • 根据硬件设计，确认IO口是否配置成功（默认配置）

    image-20250407204112887

  • 配置PHY芯片复位引脚，这个引脚用于复位芯片，使得芯片初始化成功

    image-20250407204212948

（2）使能LWIP中间件：

  • 在Middleware选项中使能LWIP。
  • 配置PHY芯片：

image-20250407204720221

PHY（Port Physical Layer），可称之为端口物理层，是一个对 OSI 模型物理层的简称。现在常用于STM32 的有 DP83848，LAN8270，DM9161/9162 等。这些 PHY 芯片都大同小异，基本寄存器都是一样的，只有扩展寄存和厂商专门设置的寄存器不同。如果将其中一个 PHY 驱动成功了，驱动另一个也是非常方便的，所以这里选择LAN8742即可（我们使用的芯片是LAN8720）

  • 配置LWIP的参数，

  • 使能ICMP（方便PING测试）

  • IP地址、子网掩码、网关等信息。 示例：

    IP地址：192.168.100.100
子网掩码：255.255.255.0
网关：192.168.100.1

    image-20250407204451400

  • 配置LWIP 关键参数：

image-20250407204627458

（3）配置中断（可选）：

  • 通常默认已开启以太网相关中断，无需额外配置。

三、软件代码实现：

（1）初始化函数：

在生成的代码中，以太网和LWIP初始化函数自动生成，无需手动更改：

MX_LWIP_Init();    // LWIP协议栈初始化

（2）代码编写：

CUBEMX生成工程代码后，只需要编写如下函数即可实现网络初始化，实现和电脑网络以太网连接：

  • 主循环中必须调用MX_LWIP_Process()，否则网络栈不能正常工作，若不周期性调用，则导致网络数据包未及时处理，无法建立连接。

  • 需要初始化的时候给复位引脚一个脉冲，使PHY芯片开始工作。

    HAL_GPIO_WritePin(ETH_RESET_GPIO_Port, ETH_RESET_Pin, GPIO_PIN_RESET);
HAL_Delay(55);
HAL_GPIO_WritePin(ETH_RESET_GPIO_Port, ETH_RESET_Pin, GPIO_PIN_SET);
HAL_Delay(55);

  • 如果PHY芯片还是初始化不成功，则在MX_LWIP_Init（）运行之前加入5-10s的延时。

  • 由于这个版本LWIP库的原因，需要我们在程序中手动设置PHY芯片的地址，根据上文分析，PHY芯片地址为0X00：

    image-20250407211139514

  • 如下为初始化代码，完成下买的代码即可PING通：

int main(void)
{/* USER CODE BEGIN 1 *//* USER CODE END 1 *//* MCU Configuration--------------------------------------------------------*//* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */HAL_Init();/* USER CODE BEGIN Init *//* USER CODE END Init *//* Configure the system clock */SystemClock_Config();/* USER CODE BEGIN SysInit *//* USER CODE END SysInit *//* Initialize all configured peripherals */MX_GPIO_Init();MX_TIM3_Init();MX_USART1_UART_Init();MX_USART6_UART_Init();MX_LWIP_Init();/* USER CODE BEGIN 2 *///芯片复位HAL_GPIO_WritePin(ETH_RESET_GPIO_Port, ETH_RESET_Pin, GPIO_PIN_RESET);HAL_Delay(55);HAL_GPIO_WritePin(ETH_RESET_GPIO_Port, ETH_RESET_Pin, GPIO_PIN_SET);HAL_Delay(55);	/* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){		/* LWIP协议栈定时任务处理 */MX_LWIP_Process();/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */}/* USER CODE END 3 */
}

（3）网络PING测试：

编译并烧写程序后，使用PC机的CMD命令行输入：

image-20250407205212112

如果能够ping通，说明硬件连接、LWIP协议栈工作正常。

四、注意事项与调试：

  • LAN8720供电电压为3.3V。
  • 必须确保LAN8720芯片接收到50MHz外部时钟，否则通讯无法正常进行。
  • 网络线连接方式需采用交叉线或连接到交换机。
  • 代码编写部分需要特别注意一下。

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