STM32：STM32嵌入式系统开发：STM32以太网模块应用.pdfVIP

STM32：STM32嵌入式系统开发：STM32以太网模块应用

1STM32以太网模块简介

1.1以太网模块硬件概述

在嵌入式系统开发中，STM32微控制器的以太网模块为设备提供了网络连

接的能力。以太网模块通常集成在STM32的某些系列中，如STM32F4、

STM32F7和STM32H7等高性能系列。该模块包括一个物理层(PHY)接口和一个

媒体访问控制(MAC)层，允许STM32通过以太网进行数据传输。

1.1.1硬件组成

媒体访问控制(MAC)层：负责数据帧的封装和解封装，以及处理

以太网的访问控制。

物理层(PHY)接口：连接MAC层和外部PHY芯片，实现数据的物

理传输。

外部PHY芯片：负责信号的转换，如将数字信号转换为适合在以

太网线上传输的模拟信号。

1.1.2接口类型

STM32的以太网模块支持多种接口类型，包括：

MII(MediaIndependentInterface)：提供10/100Mbps的传输速率，

需要较多的引脚。

RMII(ReducedMediaIndependentInterface)：简化版的MII，减少

引脚数量，适用于引脚资源紧张的场景。

1.2以太网通信协议基础

以太网通信基于一系列协议，这些协议定义了数据在网络中传输的规则。

理解这些协议对于有效使用STM32的以太网模块至关重要。

1.2.1数据帧结构

以太网数据帧由以下几个部分组成：

前导码(Preamble)：由56位101010序列组成，用

于接收端的时钟同步。

起始帧分界符(SFD)：标志帧的开始，通常为一个字节，值为

目的地址(DestinationAddress)：接收端的MAC地址，6字节。

1

源地址(SourceAddress)：发送端的MAC地址，6字节。

类型/长度(Type/Length)：指示帧中数据的类型或长度，2字节。

数据(Data)：实际传输的数据，最小46字节，最大1500字节。

帧校验序列(FCS)：用于检测传输错误的32位CRC校验码。

1.2.2协议栈

在STM32中使用以太网模块时，通常需要一个协议栈来处理更高级别的网

络协议，如TCP/IP。STM32提供了LwIP（LightweightIP）协议栈，这是一个轻

量级的TCP/IP协议栈，适用于资源有限的嵌入式系统。

LwIP配置示例

#includelwip/init.h

#includelwip/tcpip.h

//LwIP初始化

voidlwip_init(void)

{

//初始化网络接口

netif_init();

//设置网络接口的IP地址、子网掩码和网关

ip_addr_tipaddr;

ip_addr_tnetmask;

ip_addr_tgateway;

IP4_ADDR(ipaddr,192,168,1,10);

IP4_ADDR(netmask,255,255,255,0);

IP4_ADDR(gateway,192,168,1,1);

netif_add(ethernetif,ipaddr,netmask,gateway,NULL,ethernetif_init,ethernetif_input);

//启动LwIP

tcpip_init(NULL,NULL);

}

1.2.3以太网数据传输

在STM32中，数据的发送和接收通常通过DMA（直接内存访问）来实现，

以提高效率并减少CPU的负担。

发送数据示例

#includestm32_ethernet.h

2

//发送数据函数

vo