STM32网络通讯之LWIP下载移植项目设计（十六）

最新推荐文章于 2025-04-23 14:45:15 发布

黄金右肾

最新推荐文章于 2025-04-23 14:45:15 发布

阅读量2.1k

点赞数 37

分类专栏： # STM32F407软件开发文章标签： stm32 lwip移植网络通讯嵌入式软件

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_47006346/article/details/145197069

版权

STM32F407 系列文章 - ETH-LWIP-Transplant（十六）

前言

一般对于许多嵌入式系统或单片机，在其资源受限的环境下，要想实现网络通讯，并保证资源的高效利用和稳定的网络通信，我们一般采用一种轻量级的网络协议lwIP。TI公司的STM32芯片一般都会自带一路以太网口，用于网络通讯，但因其内存资源受限，所以都用采用一种小型化、轻量级的lwIP网络协议，只需十几KB的RAM和大约40K的ROM即可运行，既可以在无操作系统环境下工作，也可以与各种操作系统配合使用，使其成为资源受限的嵌入式系统的理想选择。一般市场上所卖的板子都带这一功能的，需准备STM32F407开发板一块和网线一根。

一、软件设计

前面博文STM32之LWIP网络通讯设计介绍（十四）-优快云博客讲述了对STM32实现LWIP网络通讯的前提性要求介绍，包含使用到的网络协议、MAC内核、PHY驱动芯片、通讯连接示意图、以及硬件电路原理设计图，为网络通讯软件开发提供了设计指导。STM32网络通讯的软件设计，在上一篇文章STM32网络通讯之CubeMX实现LWIP项目设计（十五）-优快云博客，采用的是通过可视化工具STM32CubeMX完成对lwIP通讯的配置，一键化生成工程代码。今天将采用另一种实现方法，即先下载lwIP，然后完成lwIP移植到STM32工程项目中，在完成其通讯配置，这种实现方式较前面的有一定的困难，对熟悉lwip通讯有一定的要求，如果对lwip不是足够了解，博主推荐采用前篇文章实现。

二、下载移植实现

通过下载、移植lwIP到STM32工程项目中，实现网络通讯。

1.lwip下载

点击打开LWIP官网lwIP - 轻量级 TCP/IP 堆栈，显示界面如下所示。在上面既可以下载所需版本lwip，也可以获得相应技术支持。

1.下载方式一

在上面找到下载区，点击进入后，选择我们需要下载的版本，如下所示。这里为了与前面的CubeMX工具上lwip版本保持一致，也选择lwip 2.12版本。

点击上面的版本进行下载时，有时无法响应，这时我们可以采取git方式下，即方式二下载。

2.下载方式二

选择上面的git存储区，点击“lwIP-轻量级 TCPIP堆栈”（lwip.git - lwIP - 轻量级 TCPIP 堆栈），选择对应的版本进行下载。在该选项下面还有一个“lwIP Contrib - 为轻量级 TCP/IP 堆栈提供的代码”选项（contrib.git - lwIP Contrib - 用户例程代码）即官方Contrib提供的demo例程代码，这里选择lwip-contrib-STABLE-2_1_0_RELEASE.tar.gz进行下载（后面需要用到里面的文件）。

也可以直接点击下载网址进行下载，提供对应版本下载地址如下：

https://git.savannah.nongnu.org/cgit/lwip.git/snapshot/lwip-STABLE-2_1_2_RELEASE.tar.gzhttps://git.savannah.nongnu.org/cgit/lwip.git/snapshot/lwip-STABLE-2_1_2_RELEASE.tar.gz下载完后，可以看到如下大小的压缩包。

2.lwip文件介绍

对上面下载的压缩包进行解压，得到如下画面。

上图中的lwip2.1.2文件夹包含了许多文件和子文件夹，关于里面的文件我们不需要关心，主要是记录lwIP源码更新、开源软件license、描述lwIP的特点、介绍lwIP源码包的文件目录信息等等，无关紧要。另外还有三个文件夹doc、src、test，其中doc文件夹里面是关于LwIP的一些文档，可以看成是应用和移植LwIP的指南；test文件夹里面是测试LwIP内核性能的源码，将它们和LwIP源码加入到工程中一起编译，调用它们提供的函数，可以获得许多与LwIP内核性能有关的指标；src文件夹是lwIP源码包中最重要的，它是lwIP的内核文件，也是我们移植到工程中的重要文件。

打开src文件夹，如下所示，主要讲解下面5个文件夹。

api文件夹里面装的是NETCONN API和Socket API相关的源文件，只有在操作系统的环境中，才能被编译。apps文件夹里面装的是应用程序的源文件，包括常见的应用程序，如httpd、mqtt、tftp、sntp、snmp等。core文件夹里面是LwIP的内核源文件，后续会详细讲解。include文件夹里面是LwIP所有模块对应的头文件。netif文件夹里面是与网卡移植有关的文件，这些文件为我们移植网卡提供了模板，我们可以直接使用。

LwIP内核是由一系列模块组合而成的，这些模块包括：TCP/IP协议栈的各种协议、内存管理模块、数据包管理模块、网卡管理模块、网卡接口模块、基础功能类模块、API模块。每个模块是由相关的几个源文件和头文件组成的，通过头文件对外声明一些函数、宏、数据类型，使得其它模块可以方便地调用此模块的功能。而构成每个模块的头文件都被组织在了include目录中，而源文件则根据类型被分散地组织在 api、apps、core、netif目录中。下面的子级文件在不作介绍，具体可以查看LwIP的官方说明文档。

3.lwip移植

打开我们stm32项目工程文件，如下。如果没有Middlewares文件夹，则创建它，然后在 Middlewares文件夹下创建了一个名为“lwip”的子文件夹。在“lwip”文件夹下，我们又创建了两个子文件夹：arch和lwip_app。arch文件夹用于存放lwIP系统的配置文件；而lwip_app文件夹则用于存放用户自定义的文件，例如应用程序的源代码等。最后将上述的lwip-STABLE-2_1_2_RELEASE文件夹里面的src文件夹拷贝到lwip文件夹里面。

打开stm32工程，并添加 Middlewares/lwip/src、Middlewares/lwip/lwip_app 和 Middlewares/lwip/arch这3个分组，如下所示。

在Middlewares/lwip/src分组添加src/api 路径下、和src/core路径下的除ipv6文件夹的全部.c文件，另添加src/netif路径下的ethernet.c文件，如下图所示。

而arch文件夹主要存放lwipopts.h、cc.h、ethernetif.c/h这四个文件都可以在“lwip-contrib-STABLE-2_1_0_RELEASE”文件包下获取。然后再Middlewares/lwip/arch分组添加arch文件夹下的.c文件，显示如下。

添加/移植完后，在keil上显示如下文件。

4.添加PHY驱动代码

这里添加的PHY驱动文件代码，就相当于上一篇博文CubeMX生成项目工程下的lwip.c/h和ethernetif.c/h文件的代码，因为CubeMX界面上配置好的PHY驱动参数，生成为lwip.c/h和ethernetif.c/h文件，lwip官方代码是不带驱动代码的，因其不知道你用哪款驱动芯片。添加PHY驱动代码实现步骤如下：

在工程项目路径Drivers\BSP文件夹中，创建“ETHERNET”文件夹，如下所示。

然后在“ETHERNET”文件夹下新建ethernet.c和ethernet.h这两个文件，并将这两个文件添加到项目工程中Drivers/BSP分组下，如下所示。

在这两个文件需要完成以太网驱动初始化和MAC的驱动程序，源代码如下示例。

#include "./BSP/ETHERNET/EthDriver.h"

ETH_HandleTypeDef g_eth_handler;    /* 以太网句柄 */
LWIP_DEV_INFO g_lwipdev;            /* lwip控制结构体 */
struct netif g_netif;               /* 定义一个全局的网络接

最低0.47元/天解锁文章