ESP 以太网应用资料整理

本文主要介绍了使用ESP32和ESP32-S2进行以太网应用开发时遇到的问题及解决方法。内容包括ESP32-Ethernet-Kit开发板的PHY芯片配置、ESP32-S2的SPI以太网驱动、以及针对PHY芯片时钟问题的解决方案。此外,还提到了以太网初始化失败的故障排查和ESP32-S2的Wi-FiSTA与以太网共存的可能性。

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  • 可选用 ESP32-Ethernet-Kit 开发板进行测试。

  • ESP32-Ethernet-Kit 开发板默认使用的 PHY 芯片是 IP101 ,可参考 ESP32-Ethernet-Kit V1.2 入门指南 说明。

  • ESP-IDF 目前支持的 EMAC PHY 芯片有 5 种: LAN8720, IP101, DP83848 、KSZ8041 和 RTL8201 ,可参考 例程 esp-idf/examples/ethernet ,在 menuconfig 配置中可配置为其他型号,如下:

  • EMAC PHY

    menuconfig -> Example Configuration -> Ethernet PHY Device
    在这里插入图片描述

  • SPI PHY :

menuconfig→ Example Ethernet Configuration → SPI Ethernet → Ethernet SPI
在这里插入图片描述

其中 phy_w5500.c 、phy_dm9051.c 的驱动库是独立的 SPI PHY 模块,不是配合 EMAC PHY 使用的。但理论上只要以太网驱动初始化正确,是可以使用 esp-idf/examples/ethernet/eth2ap 例程来测试,但我们不建议用 SPI 以太网来运行这个例程。

常见问题


  • 用 ESP32 的以太网接口,加 PHY 芯片 DM9162EP 出现板子上电时偶尔会进入下载模式,由于 GPIO0 接了 PHY 芯片的 CLK 引脚,而且这个 RMII 时钟不能修改为其他引脚。 请问有什么方法可以避免这个问题吗?

在这里插入图片描述
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1. 对于 PHY 芯片时钟的启动,请阅读 “ESP32-Ethernet-Kit V1.2 入门指南” 说明。
在这里插入图片描述
2. 作为时钟输入的确只有 GPIO0,如果是时钟输出可以有 IO0 、IO16、 IO17。我们推荐使用时钟输入的方案,可以自行评估使用时钟输出的方案,但时钟输出方案针对某些 PHY 芯片型号可能会出现掉线的问题,一般不推荐。以太网时钟输入和时钟输出方案的软件配置说明参见 此链接。 以太网时钟可以由外部晶振或 PHY 产生。当时钟由 ESP32 GPIO16/17输出时,使用 APLL_CLK 作为时钟源。需要记住的是,不要与具有相同时钟源的 I2S 冲突。

3. 针对当前时钟输入的方案出现的偶尔进入下载模式的问题 ,解决方案如下:

【说明】
保证 ESP32 芯片正常启动后再使能 PHY 芯片,但这里有个问题是,有的 PHY 芯片有使能管脚,可以保证 Disable 之后不输出时钟;有的 PHY 芯片使能管脚无法完全关闭输出,可能要靠控制电源或者直接控制 PHY 连接的晶振来断掉时钟输出。为了保证 ESP32 启动之前 PHY 不会输出时钟,一般有下面两种方法:

  • 用一个 IO 控制 PHY 的使能。
  • 如果 PHY 的使能无法完全关闭时钟输出,那么需要采用有源晶振,用 IO 控制有源晶振。

Q: 使用 ESP32 设计以太网应用,出现如下报错,是什么原因?

E (5556) emac: Timed out waiting for PHY rdgister 0x2 to have value 0x0022 (mask 0xffff). Current value 0xffff
E (6556) emac: Timed out waiting for PHY register 0x3 to have value 0x1430 (mask 0xfff0). Current value 0xffff  
  • 出现此问题一般是硬件电路有问题,RMII 时钟没有正常供给 PHY 芯片。遇到读 PHY 寄存器失败,大部分情况都是硬件电路的问题。
  • 或者软件初始化的问题,但跟硬件设计有关系,因为初始化也是要根据硬件电路来的。

Q: 如何使用 ESP32-S2 来做 以太网应用?

  • ESP32-S2 作以太网的话,只能选择通过 SPI 来驱动 EMAC PHY 的模块,可选择 W5500 或 DM9051 的模块 (SPI PHY 模块是通过 SPI 驱动 EMAC+PHY 芯片)。硬件接线可以参考例程下的 Readme 说明。

  • 对应的 SPI + MAC 芯片的驱动库文件可参见

    其中 phy_w5500.c 、phy_dm9051.c 的驱动库是独立的 SPI PHY 模块,不是配合 EMAC PHY 使用的。但理论上只要以太网驱动初始化正确,是可以使用 esp-idf/examples/ethernet/eth2ap 例程来测试,但我们不建议用 SPI 以太网来运行这个例程。


Q: ESP32-S2 的 Wi-Fi STA 和以太网能否共存?

  • 可以。
<think>好的,我现在需要帮助用户解决如何在ESP32-S3上使用ESP-IDF框架设置静态IP地址的问题。用户之前已经询问过如何用sscanf解析IP地址,现在他们想进一步了解如何将这些配置应用ESP32-S3上。 首先,我需要回顾之前的对话。用户之前的问题是关于使用sscanf从字符串中提取IP、子网掩码和网关,而我的回答提供了具体的代码示例和解析方法。现在用户的问题是接下来的步骤,即如何将这些参数设置到ESP32-S3的固件中。 接下来,我需要参考用户提供的引用内容。引用[1]和[2]都提到了关闭DHCP、设置静态IP的步骤,以及使用ESP-IDF中的函数如esp_netif_dhcpc_stop、esp_ip4addr_aton和esp_netif_set_ip_info。特别是引用[2]中的示例代码展示了如何停止DHCP客户端,转换IP地址字符串到uint32_t格式,并在启动以太网前设置网络信息。 用户的需求是设置静态IP的配置方法和示例代码。根据引用,关键步骤包括关闭DHCP、转换IP地址、设置网络信息,并确保这些操作在启动以太网之前完成。需要将这些步骤整理成一个清晰的流程,并提供对应的代码示例。 需要注意用户可能已经解析了IP地址字符串,现在需要将这些字符串转换为ESP-IDF所需的格式。例如,使用esp_ip4addr_aton函数将字符串转换为32位整数。同时,确保代码中的错误检查,如使用ESP_ERROR_CHECK来捕获可能的错误。 另外,用户可能需要了解如何初始化网络接口,这在示例代码中可能需要包含创建默认网络接口的部分。同时,DNS的设置可能也是一个相关点,但用户主要关注静态IP,所以可以简要提及或留到相关问题中。 最后,生成相关问题时要考虑用户可能的后续疑问,比如如何处理动态IP与静态IP的切换,验证IP是否设置成功,或者如何处理多个网络接口的情况。这些相关问题可以帮助用户深入理解并解决实际开发中可能遇到的问题。</think>根据ESP-IDF官方文档及工程实践经验,以下是ESP32-S3设置静态IP地址的完整实现方法: ### 一、关键配置步骤 1. **关闭DHCP客户端** ```c ESP_ERROR_CHECK(esp_netif_dhcpc_stop(netif_handle)); ``` 必须在设置静态IP前关闭动态主机配置协议[^1] 2. **IP地址转换** 使用`esp_ip4addr_aton()`将字符串转换为32位IP格式: ```c esp_ip4addr_aton("192.168.31.66", &ip_addr); ``` 3. **网络参数配置** ```c esp_netif_ip_info_t ip_info = { .ip = { .addr = ESP_IP4TOADDR(192,168,31,66) }, .netmask = { .addr = ESP_IP4TOADDR(255,255,255,0) }, .gw = { .addr = ESP_IP4TOADDR(192,168,31,1) } }; ``` ### 二、完整示例代码 ```c #include "esp_netif.h" void app_main(void) { // 创建默认网络接口 esp_netif_t *netif = esp_netif_create_default_wifi_sta(); // 关闭DHCP客户端 if (esp_netif_dhcpc_stop(netif) != ESP_OK) { ESP_LOGE("NET", "Failed to stop DHCP client"); return; } // 配置静态IP参数 esp_netif_ip_info_t ip_info; memset(&ip_info, 0, sizeof(ip_info)); // IP地址转换 esp_ip4addr_aton("192.168.31.66", &ip_info.ip); esp_ip4addr_aton("255.255.255.0", &ip_info.netmask); esp_ip4addr_aton("192.168.31.1", &ip_info.gw); // 设置网络参数 if (esp_netif_set_ip_info(netif, &ip_info) != ESP_OK) { ESP_LOGE("NET", "Failed to set IP info"); return; } // 设置DNS(可选) ip_addr_t dns_server; ip_addr_set_ip4_u32(&dns_server, ESP_IP4TOADDR(8,8,8,8)); esp_netif_set_dns_info(netif, ESP_NETIF_DNS_MAIN, &dns_server); ESP_LOGI("NET", "Static IP配置完成"); } ``` ### 三、关键注意事项 1. **执行顺序** 必须在网络接口初始化后、连接网络前设置静态IP,典型顺序: ``` 创建网络接口 → 关闭DHCP → 设置IP参数 → 启动网络连接 ``` 2. **地址转换方法对比** - `ESP_IP4TOADDR`宏:直接拼接4个字节参数 - `esp_ip4addr_aton`:转换字符串地址 - 两种方法可互换使用,推荐字符串方式更易维护[^2] 3. **验证配置** 通过以下API获取当前IP配置: ```c esp_netif_get_ip_info(netif, &ip_info); char ip_str[16]; esp_ip4addr_ntoa(&ip_info.ip, ip_str, sizeof(ip_str)); ``` ### 四、调试技巧 1. 使用`make monitor`查看实时日志 2. 检查函数返回值的错误码 3. 通过Wireshark抓包验证网络通信
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