STM32 之网口资源
1 网口资源介绍
STM32F407 是 STMicroelectronics 推出的高性能 ARM Cortex-M4 微控制器，具备多种外设接口，其中包括一个 Ethernet MAC 控制器（带 IEEE 1588 支持）。这意味着你可以使用 STM32F407 实现网络通信功能（通过网口，即以太网口）。
1.1 STM32F407 的以太网特性
MAC 层支持：集成的以太网 MAC（ENET），支持 10/100 Mbps 全双工/半双工通信。
需要外部 PHY 芯片：STM32F407 只提供 MAC 控制器，需要通过 RMII 或 MII 接口 连接外部 PHY 芯片（如 LAN8720、DP83848 等）来实现物理层通信。
支持 DMA：支持以太网 DMA，提高数据吞吐效率。
支持 LWIP 协议栈：可以使用 LWIP（轻量级 IP 协议栈）来实现 TCP/IP 协议通信。
1.2 连接方式
硬件连接
PHY 芯片（如 LAN8720）：通过 RMII 接口与 STM32F407 连接。
晶振要求：通常 PHY 需要 50MHz 时钟，STM32F407 可通过 MCO 输出时钟。
RJ45 接口：连接外部网络，部分模块集成了变压器和 PHY。
接口引脚（RMII 模式），常用引脚如下：
对应电路图
1.3 常见应用
-
TCP/UDP 通信
-
远程控制设备
-
嵌入式 Web 服务器（通过 LWIP + HTTPD）
-
Modbus-TCP、MQTT 等协议实现
2 代码初始化流程
2.1 配置 GPIO 引脚
使用 GPIO_InitTypeDef，设置 RMII 所需引脚为 复用功能 + 高速 + 无上下拉。
void ETH_GPIO_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
/* Enable GPIOs clocks */
RCC_AHB1PeriphClockCmd(ETH_MDIO_GPIO_CLK | ETH_MDC_GPIO_CLK |
ETH_RMII_REF_CLK_GPIO_CLK | ETH_RMII_CRS_DV_GPIO_CLK |
ETH_RMII_RXD0_GPIO_CLK | ETH_RMII_RXD1_GPIO_CLK |
ETH_RMII_TX_EN_GPIO_CLK | ETH_RMII_TXD0_GPIO_CLK |
ETH_RMII_TXD1_GPIO_CLK | ETH_NRST_GPIO_CLK , ENABLE);
/* Enable SYSCFG clock */
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);
/* MII/RMII Media interface selection --------------------------------------*/
#ifdef MII_MODE /* Mode MII with STM324xx-EVAL */
#ifdef PHY_CLOCK_MCO
/* Output HSE clock (25MHz) on MCO pin (PA8) to clock the PHY */
RCC_MCO1Config(RCC_MCO1Source_HSE, RCC_MCO1Div_1);
#endif /* PHY_CLOCK_MCO */
SYSCFG_ETH_MediaInterfaceConfig(SYSCFG_ETH_MediaInterface_MII);
#elif defined RMII_MODE /* Mode RMII with STM324xx-EVAL */
SYSCFG_ETH_MediaInterfaceConfig(SYSCFG_ETH_MediaInterface_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 -----> PB11
ETH_MII_TXD0/ETH_RMII_TXD0 -------> PG13
ETH_MII_TXD1/ETH_RMII_TXD1 -------> PG14
ETH_NRST -------------------------> PI1
*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ETH_NRST_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL ;
GPIO_Init(ETH_NRST_PORT, &GPIO_InitStructure);
ETH_NRST_PIN_LOW();
_eth_delay_(LAN8720A_RESET_DELAY);
ETH_NRST_PIN_HIGH();
_eth_delay_(LAN8720A_RESET_DELAY);
/* Configure ETH_MDIO */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ETH_MDIO_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
GPIO_Init(ETH_MDIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
GPIO_PinAFConfig(ETH_MDIO_PORT, ETH_MDIO_SOURCE, ETH_MDIO_AF);
/* Configure ETH_MDC */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ETH_MDC_PIN;
GPIO_Init(ETH_MDC_PORT, &GPIO_InitStructure);
GPIO_PinAFConfig(ETH_MDC_PORT, ETH_MDC_SOURCE, ETH_MDC_AF);
/* Configure ETH_RMII_REF_CLK */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ETH_RMII_REF_CLK_PIN;
GPIO_Init(ETH_RMII_REF_CLK_PORT, &GPIO_InitStructure);
GPIO_PinAFConfig(ETH_RMII_REF_CLK_PORT, ETH_RMII_REF_CLK_SOURCE, ETH_RMII_REF_CLK_AF);
/* Configure ETH_RMII_CRS_DV */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ETH_RMII_CRS_DV_PIN;
GPIO_Init(ETH_RMII_CRS_DV_PORT, &GPIO_InitStructure);
GPIO_PinAFConfig(ETH_RMII_CRS_DV_PORT, ETH_RMII_CRS_DV_SOURCE, ETH_RMII_CRS_DV_AF);
/* Configure ETH_RMII_RXD0 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ETH_RMII_RXD0_PIN;
GPIO_Init(ETH_RMII_RXD0_PORT, &GPIO_InitStructure);
GPIO_PinAFConfig(ETH_RMII_RXD0_PORT, ETH_RMII_RXD0_SOURCE, ETH_RMII_RXD0_AF);
/* Configure ETH_RMII_RXD1 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ETH_RMII_RXD1_PIN;
GPIO_Init(ETH_RMII_RXD1_PORT, &GPIO_InitStructure);
GPIO_PinAFConfig(ETH_RMII_RXD1_PORT, ETH_RMII_RXD1_SOURCE, ETH_RMII_RXD1_AF);
/* Configure ETH_RMII_TX_EN */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ETH_RMII_TX_EN_PIN;
GPIO_Init(ETH_RMII_TX_EN_PORT, &GPIO_InitStructure);
GPIO_PinAFConfig(ETH_RMII_TX_EN_PORT, ETH_RMII_TX_EN_SOURCE, ETH_RMII_TX_EN_AF);
/* Configure ETH_RMII_TXD0 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ETH_RMII_TXD0_PIN;
GPIO_Init(ETH_RMII_TXD0_PORT, &GPIO_InitStructure);
GPIO_PinAFConfig(ETH_RMII_TXD0_PORT, ETH_RMII_TXD0_SOURCE, ETH_RMII_TXD0_AF);
/* Configure ETH_RMII_TXD1 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ETH_RMII_TXD1_PIN;
GPIO_Init(ETH_RMII_TXD1_PORT, &GPIO_InitStructure);
GPIO_PinAFConfig(ETH_RMII_TXD1_PORT, ETH_RMII_TXD1_SOURCE, ETH_RMII_TXD1_AF);
}
2.2 MAC 寄存器配置
static void ETH_MACDMA_Config(void)
{
/* Enable ETHERNET clock */
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_ETH_MAC | RCC_AHB1Periph_ETH_MAC_Tx |
RCC_AHB1Periph_ETH_MAC_Rx, ENABLE);
/* Reset ETHERNET on AHB Bus */
ETH_DeInit();
/* Software reset */
ETH_SoftwareReset();
/* Wait for software reset */
while (ETH_GetSoftwareResetStatus() == SET);
/* ETHERNET Configuration --------------------------------------------------*/
/* Call ETH_StructInit if you don't like to configure all ETH_InitStructure parameter */
ETH_StructInit(Ð_InitStructure);
/* Fill ETH_InitStructure parametrs */
/*------------------------ MAC -----------------------------------*/
/* 开启网络自适应功能 */
ETH_InitStructure.ETH_AutoNegotiation = ETH_AutoNegotiation_Enable;
// ETH_InitStructure.ETH_AutoNegotiation = ETH_AutoNegotiation_Disable;
// ETH_InitStructure.ETH_Speed = ETH_Speed_10M;
// ETH_InitStructure.ETH_Mode = ETH_Mode_FullDuplex;
/* 关闭反馈 */
ETH_InitStructure.ETH_LoopbackMode = ETH_LoopbackMode_Disable;
/* 关闭重传功能 */
ETH_InitStructure.ETH_RetryTransmission = ETH_RetryTransmission_Disable;
/* 关闭自动去除PDA/CRC功能 */
ETH_InitStructure.ETH_AutomaticPadCRCStrip = ETH_AutomaticPadCRCStrip_Disable;
/* 关闭接收所有的帧 */
ETH_InitStructure.ETH_ReceiveAll = ETH_ReceiveAll_Disable;
/* 允许接收所有广播帧 */
ETH_InitStructure.ETH_BroadcastFramesReception = ETH_BroadcastFramesReception_Enable;
/* 关闭混合模式的地址过滤 */
ETH_InitStructure.ETH_PromiscuousMode = ETH_PromiscuousMode_Disable;
/* 对于组播地址使用完美地址过滤 */
ETH_InitStructure.ETH_MulticastFramesFilter = ETH_MulticastFramesFilter_Perfect;
/* 对单播地址使用完美地址过滤 */
ETH_InitStructure.ETH_UnicastFramesFilter = ETH_UnicastFramesFilter_Perfect;
#ifdef CHECKSUM_BY_HARDWARE
/* 开启ipv4和TCP/UDP/ICMP的帧校验和卸载 */
ETH_InitStructure.ETH_ChecksumOffload = ETH_ChecksumOffload_Enable;
#endif
/*------------------------ DMA -----------------------------------*/
/* When we use the Checksum offload feature, we need to enable the Store and Forward mode:
the store and forward guarantee that a whole frame is stored in the FIFO, so the MAC can insert/verify the checksum,
if the checksum is OK the DMA can handle the frame otherwise the frame is dropped */
/*当我们使用帧校验和卸载功能的时候，一定要使能存储转发模式,存储转发模式中要保证整个帧存储在FIFO中,
这样MAC能插入/识别出帧校验值,当真校验正确的时候DMA就可以处理帧,否则就丢弃掉该帧*/
/* 开启丢弃TCP/IP错误帧 */
ETH_InitStructure.ETH_DropTCPIPChecksumErrorFrame = ETH_DropTCPIPChecksumErrorFrame_Enable;
/* 开启接收数据的存储转发模式 */
ETH_InitStructure.ETH_ReceiveStoreForward = ETH_ReceiveStoreForward_Enable;
/* 开启发送数据的存储转发模式 */
ETH_InitStructure.ETH_TransmitStoreForward = ETH_TransmitStoreForward_Enable;
/* 禁止转发错误帧 */
ETH_InitStructure.ETH_ForwardErrorFrames = ETH_ForwardErrorFrames_Disable;
/* 不转发过小的好帧 */
ETH_InitStructure.ETH_ForwardUndersizedGoodFrames = ETH_ForwardUndersizedGoodFrames_Disable;
/* 打开处理第二帧功能 */
ETH_InitStructure.ETH_SecondFrameOperate = ETH_SecondFrameOperate_Enable;
/* 开启DMA传输的地址对齐功能 */
ETH_InitStructure.ETH_AddressAlignedBeats = ETH_AddressAlignedBeats_Enable;
/* 开启固定突发功能 */
ETH_InitStructure.ETH_FixedBurst = ETH_FixedBurst_Enable;
/* DMA发送的最大突发长度为32个节拍 */
ETH_InitStructure.ETH_RxDMABurstLength = ETH_RxDMABurstLength_32Beat;
/*DMA接收的最大突发长度为32个节拍 */
ETH_InitStructure.ETH_TxDMABurstLength = ETH_TxDMABurstLength_32Beat;
ETH_InitStructure.ETH_DMAArbitration = ETH_DMAArbitration_RoundRobin_RxTx_2_1;
/* Configure Ethernet */
/* 配置ETH */
EthStatus = ETH_Init(Ð_InitStructure, ETHERNET_PHY_ADDRESS);
}