当前位置：首页 > news >正文

stm32_LAN8720驱动

news 来源：原创 2025/6/9 9:09:09

一、驱动代码

#include "lan8720.h"
#include "stm32f4x7_eth.h"
#include "usart.h" 
#include "delay.h"
#include "malloc.h" ETH_DMADESCTypeDef *DMARxDscrTab;	//以太网DMA接收描述符数据结构体指针
ETH_DMADESCTypeDef *DMATxDscrTab;	//以太网DMA发送描述符数据结构体指针 
uint8_t *Rx_Buff; 					//以太网底层驱动接收buffers指针 
uint8_t *Tx_Buff; 					//以太网底层驱动发送buffers指针static void ETHERNET_NVICConfiguration(void);
//LAN8720初始化
//返回值:0,成功;
//    其他,失败
u8 LAN8720_Init(void)
{u8 rval=0;GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA|RCC_AHB1Periph_GPIOC|RCC_AHB1Periph_GPIOG|RCC_AHB1Periph_GPIOD, ENABLE);//使能GPIO时钟 RMII接口RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);   //使能SYSCFG时钟SYSCFG_ETH_MediaInterfaceConfig(SYSCFG_ETH_MediaInterface_RMII); //MAC和PHY之间使用RMII接口/*网络引脚设置 RMII接口ETH_MDIO -------------------------> PA2ETH_MDC --------------------------> PC1ETH_RMII_REF_CLK------------------> PA1ETH_RMII_CRS_DV ------------------> PA7ETH_RMII_RXD0 --------------------> PC4ETH_RMII_RXD1 --------------------> PC5ETH_RMII_TX_EN -------------------> PG11ETH_RMII_TXD0 --------------------> PG13ETH_RMII_TXD1 --------------------> PG14ETH_RESET-------------------------> PD3*///配置PA1 PA2 PA7GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_7;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(GPIOA, &GPIO_InitStructure);GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource1, GPIO_AF_ETH); //引脚复用到网络接口上GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource2, GPIO_AF_ETH);GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource7, GPIO_AF_ETH);//配置PC1,PC4 and PC5GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5;GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);GPIO_PinAFConfig(GPIOC, GPIO_PinSource1, GPIO_AF_ETH); //引脚复用到网络接口上GPIO_PinAFConfig(GPIOC, GPIO_PinSource4, GPIO_AF_ETH);GPIO_PinAFConfig(GPIOC, GPIO_PinSource5, GPIO_AF_ETH);//配置PG11, PG14 and PG13 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_11 | GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14;GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);GPIO_PinAFConfig(GPIOG, GPIO_PinSource11, GPIO_AF_ETH);GPIO_PinAFConfig(GPIOG, GPIO_PinSource13, GPIO_AF_ETH);GPIO_PinAFConfig(GPIOG, GPIO_PinSource14, GPIO_AF_ETH);//配置PD3为推完输出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;	//推完输出GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL ;  GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);LAN8720_RST=0;					//硬件复位LAN8720delay_ms(50);	LAN8720_RST=1;				 	//复位结束 ETHERNET_NVICConfiguration();	//设置中断优先级rval=ETH_MACDMA_Config();		//配置MAC及DMAreturn !rval;					//ETH的规则为:0,失败;1,成功;所以要取反一下 
}//以太网中断分组配置
void ETHERNET_NVICConfiguration(void)
{NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = ETH_IRQn;  //以太网中断NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0X00;  //中断寄存器组2最高优先级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0X00;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}//得到8720的速度模式
//返回值:
//001:10M半双工
//101:10M全双工
//010:100M半双工
//110:100M全双工
//其他:错误.
u8 LAN8720_Get_Speed(void)
{u8 speed;speed=((ETH_ReadPHYRegister(0x00,31)&0x1C)>>2); //从LAN8720的31号寄存器中读取网络速度和双工模式return speed;
}
/
//以下部分为STM32F407网卡配置/接口函数.//初始化ETH MAC层及DMA配置
//返回值:ETH_ERROR,发送失败(0)
//		ETH_SUCCESS,发送成功(1)
u8 ETH_MACDMA_Config(void)
{u8 rval;ETH_InitTypeDef ETH_InitStructure; //使能以太网MAC以及MAC接收和发送时钟RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_ETH_MAC | RCC_AHB1Periph_ETH_MAC_Tx |RCC_AHB1Periph_ETH_MAC_Rx, ENABLE);ETH_DeInit();  								//AHB总线重启以太网ETH_SoftwareReset();  						//软件重启网络while (ETH_GetSoftwareResetStatus() == SET);//等待软件重启网络完成 ETH_StructInit(&ETH_InitStructure); 	 	//初始化网络为默认值  ///网络MAC参数设置 ETH_InitStructure.ETH_AutoNegotiation = ETH_AutoNegotiation_Enable;   			//开启网络自适应功能ETH_InitStructure.ETH_LoopbackMode = ETH_LoopbackMode_Disable;					//关闭反馈ETH_InitStructure.ETH_RetryTransmission = ETH_RetryTransmission_Disable; 		//关闭重传功能ETH_InitStructure.ETH_AutomaticPadCRCStrip = ETH_AutomaticPadCRCStrip_Disable; 	//关闭自动去除PDA/CRC功能 ETH_InitStructure.ETH_ReceiveAll = ETH_ReceiveAll_Disable;						//关闭接收所有的帧ETH_InitStructure.ETH_BroadcastFramesReception = ETH_BroadcastFramesReception_Enable;//允许接收所有广播帧ETH_InitStructure.ETH_PromiscuousMode = ETH_PromiscuousMode_Disable;			//关闭混合模式的地址过滤  ETH_InitStructure.ETH_MulticastFramesFilter = ETH_MulticastFramesFilter_Perfect;//对于组播地址使用完美地址过滤   ETH_InitStructure.ETH_UnicastFramesFilter = ETH_UnicastFramesFilter_Perfect;	//对单播地址使用完美地址过滤 
#ifdef CHECKSUM_BY_HARDWAREETH_InitStructure.ETH_ChecksumOffload = ETH_ChecksumOffload_Enable; 			//开启ipv4和TCP/UDP/ICMP的帧校验和卸载   
#endif//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ETH_InitStructure.ETH_DropTCPIPChecksumErrorFrame = ETH_DropTCPIPChecksumErrorFrame_Enable; //开启丢弃TCP/IP错误帧ETH_InitStructure.ETH_ReceiveStoreForward = ETH_ReceiveStoreForward_Enable;     //开启接收数据的存储转发模式    ETH_InitStructure.ETH_TransmitStoreForward = ETH_TransmitStoreForward_Enable;   //开启发送数据的存储转发模式  ETH_InitStructure.ETH_ForwardErrorFrames = ETH_ForwardErrorFrames_Disable;     	//禁止转发错误帧  ETH_InitStructure.ETH_ForwardUndersizedGoodFrames = ETH_ForwardUndersizedGoodFrames_Disable;	//不转发过小的好帧 ETH_InitStructure.ETH_SecondFrameOperate = ETH_SecondFrameOperate_Enable;  		//打开处理第二帧功能ETH_InitStructure.ETH_AddressAlignedBeats = ETH_AddressAlignedBeats_Enable;  	//开启DMA传输的地址对齐功能ETH_InitStructure.ETH_FixedBurst = ETH_FixedBurst_Enable;            			//开启固定突发功能    ETH_InitStructure.ETH_RxDMABurstLength = ETH_RxDMABurstLength_32Beat;     		//DMA发送的最大突发长度为32个节拍   ETH_InitStructure.ETH_TxDMABurstLength = ETH_TxDMABurstLength_32Beat;			//DMA接收的最大突发长度为32个节拍ETH_InitStructure.ETH_DMAArbitration = ETH_DMAArbitration_RoundRobin_RxTx_2_1;rval=ETH_Init(&ETH_InitStructure,LAN8720_PHY_ADDRESS);		//配置ETHif(rval==ETH_SUCCESS)//配置成功{ETH_DMAITConfig(ETH_DMA_IT_NIS|ETH_DMA_IT_R,ENABLE);  	//使能以太网接收中断	}return rval;
}extern void lwip_pkt_handle(void);		//在lwip_comm.c里面定义
//以太网DMA接收中断服务函数
void ETH_IRQHandler(void)
{while(ETH_GetRxPktSize(DMARxDescToGet)!=0) 	//检测是否收到数据包{ lwip_pkt_handle();		}ETH_DMAClearITPendingBit(ETH_DMA_IT_R); 	//清除DMA中断标志位ETH_DMAClearITPendingBit(ETH_DMA_IT_NIS);	//清除DMA接收中断标志位
}  
//接收一个网卡数据包
//返回值:网络数据包帧结构体
FrameTypeDef ETH_Rx_Packet(void)
{ u32 framelength=0;FrameTypeDef frame={0,0};   //检查当前描述符,是否属于ETHERNET DMA(设置的时候)/CPU(复位的时候)if((DMARxDescToGet->Status&ETH_DMARxDesc_OWN)!=(u32)RESET){	frame.length=ETH_ERROR; if ((ETH->DMASR&ETH_DMASR_RBUS)!=(u32)RESET)  { ETH->DMASR = ETH_DMASR_RBUS;//清除ETH DMA的RBUS位 ETH->DMARPDR=0;//恢复DMA接收}return frame;//错误,OWN位被设置了}  if(((DMARxDescToGet->Status&ETH_DMARxDesc_ES)==(u32)RESET)&& ((DMARxDescToGet->Status & ETH_DMARxDesc_LS)!=(u32)RESET)&&  ((DMARxDescToGet->Status & ETH_DMARxDesc_FS)!=(u32)RESET))  {       framelength=((DMARxDescToGet->Status&ETH_DMARxDesc_FL)>>ETH_DMARxDesc_FrameLengthShift)-4;//得到接收包帧长度(不包含4字节CRC)frame.buffer = DMARxDescToGet->Buffer1Addr;//得到包数据所在的位置}else framelength=ETH_ERROR;//错误  frame.length=framelength; frame.descriptor=DMARxDescToGet;  //更新ETH DMA全局Rx描述符为下一个Rx描述符//为下一次buffer读取设置下一个DMA Rx描述符DMARxDescToGet=(ETH_DMADESCTypeDef*)(DMARxDescToGet->Buffer2NextDescAddr);   return frame;  
}
//发送一个网卡数据包
//FrameLength:数据包长度
//返回值:ETH_ERROR,发送失败(0)
//		ETH_SUCCESS,发送成功(1)
u8 ETH_Tx_Packet(u16 FrameLength)
{   //检查当前描述符,是否属于ETHERNET DMA(设置的时候)/CPU(复位的时候)if((DMATxDescToSet->Status&ETH_DMATxDesc_OWN)!=(u32)RESET)return ETH_ERROR;//错误,OWN位被设置了 DMATxDescToSet->ControlBufferSize=(FrameLength&ETH_DMATxDesc_TBS1);//设置帧长度,bits[12:0]DMATxDescToSet->Status|=ETH_DMATxDesc_LS|ETH_DMATxDesc_FS;//设置最后一个和第一个位段置位(1个描述符传输一帧)DMATxDescToSet->Status|=ETH_DMATxDesc_OWN;//设置Tx描述符的OWN位,buffer重归ETH DMAif((ETH->DMASR&ETH_DMASR_TBUS)!=(u32)RESET)//当Tx Buffer不可用位(TBUS)被设置的时候,重置它.恢复传输{ ETH->DMASR=ETH_DMASR_TBUS;//重置ETH DMA TBUS位 ETH->DMATPDR=0;//恢复DMA发送} //更新ETH DMA全局Tx描述符为下一个Tx描述符//为下一次buffer发送设置下一个DMA Tx描述符 DMATxDescToSet=(ETH_DMADESCTypeDef*)(DMATxDescToSet->Buffer2NextDescAddr);    return ETH_SUCCESS;   
}
//得到当前描述符的Tx buffer地址
//返回值:Tx buffer地址
u32 ETH_GetCurrentTxBuffer(void)
{  return DMATxDescToSet->Buffer1Addr;//返回Tx buffer地址  
}//为ETH底层驱动申请内存
//返回值:0,正常
//    其他,失败
u8 ETH_Mem_Malloc(void)
{ DMARxDscrTab=mymalloc(SRAMIN,ETH_RXBUFNB*sizeof(ETH_DMADESCTypeDef));//申请内存DMATxDscrTab=mymalloc(SRAMIN,ETH_TXBUFNB*sizeof(ETH_DMADESCTypeDef));//申请内存  Rx_Buff=mymalloc(SRAMIN,ETH_RX_BUF_SIZE*ETH_RXBUFNB);	//申请内存Tx_Buff=mymalloc(SRAMIN,ETH_TX_BUF_SIZE*ETH_TXBUFNB);	//申请内存if(!DMARxDscrTab||!DMATxDscrTab||!Rx_Buff||!Tx_Buff){ETH_Mem_Free();return 1;	//申请失败}	return 0;		//申请成功
}//释放ETH 底层驱动申请的内存
void ETH_Mem_Free(void)
{ myfree(SRAMIN,DMARxDscrTab);//释放内存myfree(SRAMIN,DMATxDscrTab);//释放内存myfree(SRAMIN,Rx_Buff);		//释放内存myfree(SRAMIN,Tx_Buff);		//释放内存  
}

二、硬件连接方式

2.1 STM32以太网接口引脚：

这些引脚是STM32微控制器上用于以太网通信的复用功能(AF11)引脚，下面我将分类详细介绍它们的作用：

数据发送引脚

引脚	信号名称	作用描述
PB12/PG13	ETH_MII_TXD0/ETH_RMII_TXD0	发送数据位0（最低有效位）
PB13/PG14	ETH_MII_TXD1/ETH_RMII_TXD1	发送数据位1
PC2	ETH_MII_TXD2	MII发送数据位2（仅MII模式使用）
PB8/PE2	ETH_MII_TXD3	MII发送数据位3（仅MII模式使用）

数据接收引脚

引脚	信号名称	作用描述
PC4	ETH_MII_RXD0/ETH_RMII_RXD0	接收数据位0（最低有效位）
PC5	ETH_MII_RXD1/ETH_RMII_RXD1	接收数据位1
PB0/PH6	ETH_MII_RXD2	MII接收数据位2（仅MII模式使用）
PB1/PH7	ETH_MII_RXD3	MII接收数据位3（仅MII模式使用）

控制信号引脚

引脚	信号名称	作用描述
PB11/PG11	ETH_MII_TX_EN/ETH_RMII_TX_EN	发送使能信号，高电平表示正在发送数据
PA7	ETH_MII_RX_DV/ETH_RMII_CRS_DV	MII模式：接收数据有效<br>RMII模式：载波侦听/接收数据有效
PB10/PI10	ETH_MII_RX_ER	接收错误指示，高电平表示接收过程中检测到错误

时钟信号

引脚	信号名称	作用描述
PA1	ETH_MII_RX_CLK	接收时钟（由PHY提供，25MHz@100Mbps，2.5MHz@10Mbps）
PC3	ETH_MII_TX_CLK	发送时钟（由PHY提供，25MHz@100Mbps，2.5MHz@10Mbps）

冲突检测

引脚	信号名称	作用描述
PA0/PH2	ETH_MII_CRS	载波侦听，表示信道被占用（半双工模式）
PA3/PH3	ETH_MII_COL	冲突检测，表示检测到冲突（半双工模式）

RMII专用引脚

引脚	信号名称	作用描述
PA1	ETH_RMII_REF_CLK	50MHz参考时钟（必须由外部PHY或晶振提供）

管理接口引脚

引脚	信号名称	作用描述
PA2	ETH_MDIO	管理数据输入输出，用于配置PHY寄存器
PC1	ETH_MDC	管理数据时钟，由MAC产生（最高2.5MHz）

2.2 LAN8720 接线

	  ETH_MDIO -------------------------> PA2ETH_MDC --------------------------> PC1ETH_RMII_REF_CLK------------------> PA1ETH_RMII_CRS_DV ------------------> PA7ETH_RMII_RXD0 --------------------> PC4ETH_RMII_RXD1 --------------------> PC5ETH_RMII_TX_EN -------------------> PG11ETH_RMII_TXD0 --------------------> PG13ETH_RMII_TXD1 --------------------> PG14ETH_RESET-------------------------> PD3*/

2.3 配置顺序

电源和复位配置

电源上电顺序

VDDIO（1.6V–3.6V）、VDD1A/VDD2A（3.0V–3.6V）需在 50 ms 内达到标称电压（±10%容差）

VDDCR（1.2V）：

若使用内部稳压器（默认）：由VDD2A通过内部LDO生成，无需外部供电。
若禁止内部稳压器（REGOFF=1）：需在VDDIO达到80%后，再提供外部1.2V（±5%）。

复位信号（nRST）

复位脉冲宽度：至少保持低电平 100 μs（trstia）。
释放时机：所有电源稳定后，延迟 25 ms（tpurstd）再拉高nRST。

关键配置脚锁存

配置脚在 nRST上升沿 时锁存，需在复位前稳定电平：

PHY地址配置（PHYAD0）

引脚：RXER/PHYAD0（引脚10）
功能：设置SMI管理接口的PHY地址（0或1）。
配置方式：
- 拉低（下拉电阻）：PHY地址=0（默认）。
- 拉高（上拉电阻至VDDIO）：PHY地址=1。

工作模式（MODE[2:0]）

引脚：
- RXD0/MODE0（引脚8）
- RXD1/MODE1（引脚7）
- CRS_DV/MODE2（引脚11）
配置方式：通过外部电阻组合设置（见下表）：

MODE[2:0]	模式描述	典型应用
000	10BASE-T半双工，禁止自动协商	固定10M半双工
111	自动协商全功能（默认）	支持10/100M全/半双工
110	掉电模式	低功耗待机

时钟配置

晶振模式（推荐）

连接：
- XTAL1（引脚5）：接25 MHz晶振。
- XTAL2（引脚4）：接晶振另一端，并联负载电容（如20 pF）。
注意：晶振需满足±50 ppm精度。

外部时钟模式

连接：
- XTAL1/CLKIN（引脚5）：输入25 MHz（REF_CLK输出模式）或50 MHz（REF_CLK输入模式）时钟。
- XTAL2（引脚4）：悬空。

RMII接口配置

REF_CLK模式选择：
- 输入模式（nINTSEL=1）：MAC提供50 MHz时钟至XTAL1/CLKIN。
- 输出模式（nINTSEL=0）：PHY生成50 MHz时钟至REFCLKO（需连接MAC的CLK输入）。
信号连接：
- TXD[1:0]（引脚17-18）、TXEN（引脚16）：MAC发送数据。
- RXD[1:0]（引脚7-8）、CRS_DV（引脚11）：MAC接收数据。