网络通信实验（DM9000，LWIP TCP/IP）
本实验利用开发板自带的网口和 LWIP 实现：TCP 服务器、 TCP 客服端、UDP 以及 WEB 服务器等四个功能。
DM9000，TCP/IP和LWIP简介
本实验我们需要用到 DM9000 以太网芯片和 LWIP TCP/IP 协议栈。接下来分别介绍这两个部分。
DM9000以太网芯片
一个 10/100M PHY 和 4K 双字的 SRAM，它是出于低功耗和高性能目的设计的，其 IO 端口支持 3.3V 与 5V 电压。DM9000 为适应各种处理器提供了 8 位、16 位数据接口访问内部存储器。DM9000 理协议层接口完全支持使用 10Mbps 下 3 类、4 类、5 类非屏蔽双绞线和 100Mbps 下 5 类非屏蔽双绞线，这是完全遵照 IEEE 802.3u 标准。它的自动协商功能将自动完成 DM9000 配置以使其发挥出最佳性能，它还支持 IEEE 802.3x 全双工流量控制，DM9000 的特性如下：
1 支持处理器接口：I/O 口的字节或字命令对内部存储器进行读写操作。
2 集成自适应(AUTO-MDIX) 10/100M 收发器。
3 半双工模式流量控制的背压模式。
4 IEEE802.3x 全双工模式的流量控制。
5 支持唤醒帧，链路状态改变和远程唤醒。
6 内置 16K 字节 SRAM。
7 内置 3.3V 至 2.5V 的调节器。
8 支持 IP/TCP/UDP 的校验和生成以及校验支持 MAC 接口。
9 支持自动加载 EEPROM 里面生产商 ID 和产品 ID。
10 可选 EEPROM 配置。
11 超低功耗模式
A. 功率降低模式（电缆侦测）
B. 掉电模式
C. 可选择 1：1 或 1.25：1 变压比例降低额外功率
12 兼容 3.3V 和 5.0V 输入输出电压。DM9000有48引脚和100 引脚的，本实验采用48引脚的DM9000CEP：
1，中断引脚电平设置
通过设置DM9000 的 20(EECK)引脚来改变 INT （34引脚）的有效电平，当 EECK 拉高以后，INT 低电平有效，否则的话 INT 是高电平有效的。（本实验低电平有效）
2，数据位宽设置
当 EECS 上拉的时候 DM9000 选择 8 位数据位宽，否则的话选择 16 位数据位宽。（本实验数据位宽为16位）
3，DM9000直接内存访问控制（DMAC）
DM9000 支持 DMA 方式以简化对内部存储器的访问。在我们编程写好内部存储器地址后，就可以用一个读/写命令伪指令把当前数据加载到内部数据缓冲区，这样，内部存储器指定位置就可以被读/写命令寄存器访问。存储器地址将会自动增加，增加的大小与当前总线操作模式相同（8-bit 或 16-bit），接着下一个地址数据将会自动加载到内部数据缓冲区。
内部存储器空间大小为 16K 字节。前 3K 字节单元用作发送包的缓冲区，其他 13K 字节用作接收包的缓冲区。所以在写存储器操作时，如果地址越界（即超出 3K 空间），在 IMR 寄存器bit7 置位的情况下，地址指针将会返回到存储器 0 地址处。同样，在读存储器操作时，如果地址越界（即超出 16K 空间），在 IMR 寄存器 bit7 置位的情况下，地址指针将会返回到存储器0x0C00 地址处。
4，DM9000数据包发送
DM9000 有两个发送数据包：index1 和 index2，同时存储在 TX SRAM 中。发送控制寄存器TRC(02h)控制循环冗余校验码(CRC)和填充(pads)的插入，其状态分别记录在发送状态寄存I(03H)和发送状态寄存器 II(04H)中。
发送器的起始地址为 0x00H，在软件或硬件复位后，默认的数据发送包为 index1。首先，将数据写入 TX SRAM 中，然后，在发送数据包长度寄存器中把数据字节数写入字节计数寄存器。置位发送控制寄存器(02H)的 bit0 位，则 DM9000 开始发送 index1 数据包。在 index1 数据包发送结束之前，数据发送包index2被移入TX SRAM中。在index1数据包发送结束后，将index2数据字节数写入字节计数寄存器中，然后，置位发送控制寄存器(02H)的 bit0 位，则 index2 数据包开始发送。以此类推，后面的数据包都以此方式进行发送。（例程中只是对index1进行了编程）
5，DM9000数据包接收
RX SRAM 是一个环形数据结构。在软件或硬件复位后，RX SRAM 的起始地址为 0X0C00。
每个接收数据包都包含有 CRC 校验域，数据域，以及紧跟其后的 4 字节包头域。4 字节包头格式为：01h、状态、BYTE_COUNT 低、BYTE_COUNT 高。
驱动程序
dm9000.h
#ifndef _DM9000AEP_H
#define _DM9000AEP_H
#include "sys.h"
#include "lwip/pbuf.h"
#define DM9000_RST PDout(7) //DM9000复位引脚
#define DM9000_INT PGin(6) //DM9000中断引脚
//DM9000地址结构体
typedef struct
{
vu16 REG; //0X64000000~0X640000FE
vu16 DATA; //0X64000100~0X67FFFFFF
}DM9000_TypeDef;
//使用NOR/SRAM的BANK1.Sector2, 地址位HADDR[27,26]=01,FSMC_A7作为数据命令区分线
//注意设置16位数据时STM32内部会右移一位对齐
#define DM9000_BASE ((u32)(0x64000000|0x000000FE)) //CMD为1：读数据
#define DM9000 ((DM9000_TypeDef *) DM9000_BASE)
#define DM9000_ID 0X90000A46 //DM9000 ID
#define DM9000_PKT_MAX 1536 //DM9000最大接收包长度
#define DM9000_PHY 0X40 //DM9000 PHY寄存器访问标志
//DM9000寄存器
#define DM9000_NCR 0X00
#define DM9000_NSR 0X01
#define DM9000_TCR 0X02
#define DM9000_TSRI 0X03
#define DM9000_TSRII 0X04
#define DM9000_RCR 0X05
#define DM9000_RSR 0X06
#define DM9000_ROCR 0X07
#define DM9000_BPTR 0X08
#define DM9000_FCTR 0X09
#define DM9000_FCR 0X0A
#define DM9000_EPCR 0X0B
#define DM9000_EPAR 0X0C
#define DM9000_EPDRL 0X0D
#define DM9000_EPDRH 0X0E
#define DM9000_WCR 0X0F
#define DM9000_PAR 0X10 //物理地址·0X10~0X15
#define DM9000_MAR 0X16 //多播地址·0X16~0X1D
#define DM9000_GPCR 0X1E
#define DM9000_GPR 0X1F
#define DM9000_TRPAL 0X22
#define DM9000_TRPAH 0X23
#define DM9000_RWPAL 0X24
#define DM9000_RWPAH 0X25
#define DM9000_VIDL 0X28
#define DM9000_VIDH 0X29
#define DM9000_PIDL 0X2A
#define DM9000_PIDH 0X2B
#define DM9000_CHIPR 0X2C
#define DM9000_TCR2 0X2D
#define DM9000_OCR 0X2E
#define DM9000_SMCR 0X2F
#define DM9000_ETXCSR 0X30
#define DM9000_TCSCR 0X31
#define DM9000_RCSCSR 0X32
#define DM9000_MRCMDX 0XF0
#define DM9000_MRCMDX1 0XF1
#define DM9000_MRCMD 0XF2
#define DM9000_MRRL 0XF4
#define DM9000_MRRH 0XF5
#define DM9000_MWCMDX 0XF6
#define DM9000_MWCMD 0XF8
#define DM9000_MWRL 0XFA
#define DM9000_MWRH 0XFB
#define DM9000_TXPLL 0XFC
#define DM9000_TXPLH 0XFD
#define DM9000_ISR 0XFE
#define DM9000_IMR 0XFF
#define NCR_RST 0X01
#define NSR_SPEED 0X80
#define NSR_LINKST 0X40
#define NSR_WAKEST 0X20
#define NSR_TX2END 0X08
#define NSR_TX1END 0X04
#define NSR_RXOV 0X02
#define RCR_DIS_LONG 0X20
#define RCR_DIS_CRC 0X10
#define RCR_ALL 0X08
#define RCR_RXEN 0X01
#define IMR_PAR 0X80
#define IMR_ROOI 0X08
#define IMR_POI 0X04 //使能接收溢出中断
#define IMR_PTI 0X02 //使能发送中断
#define IMR_PRI 0X01 //使能接收中断
#define ISR_LNKCHGS (1<<5)
#define ISR_ROOS (1<<3)
#define ISR_ROS (1<<2)
#define ISR_PTS (1<<1)
#define ISR_PRS (1<<0)
#define ISR_CLR_STATUS (ISR_ROOS | ISR_ROS | ISR_PTS | ISR_PRS)
//DM9000内部PHY寄存器
#define DM9000_PHY_BMCR 0X00
#define DM9000_PHY_BMSR 0X01
#define DM9000_PHY_PHYID1 0X02
#define DM9000_PHY_PHYID2 0X03
#define DM9000_PHY_ANAR 0X04
#define DM9000_PHY_ANLPAR 0X05
#define DM9000_PHY_ANER 0X06
#define DM9000_PHY_DSCR 0X10
#define DM9000_PHY_DSCSR 0X11
#define DM9000_PHY_10BTCSR 0X12
#define DM9000_PHY_PWDOR 0X13
#define DM9000_PHY_SCR 0X14
//DM9000工作模式定义
enum DM9000_PHY_mode
{
DM9000_10MHD = 0, //10M半双工
DM9000_100MHD = 1, //100M半双工
DM9000_10MFD = 4, //10M全双工
DM9000_100MFD = 5, //100M全双工
DM9000_AUTO = 8, //自动协商
};
//DM9000配置结构体
struct dm9000_config
{
enum DM9000_PHY_mode mode; //工作模式
u8 imr_all; //中断类型
u16 queue_packet_len; //每个数据包大小
u8 mac_addr[6]; //MAC地址
u8 multicase_addr[8]; //组播地址
};
extern struct dm9000_config dm9000cfg; //dm9000配置结构体
u8 DM9000_Init(void);
u16 DM9000_ReadReg(u16 reg);
void DM9000_WriteReg(u16 reg,u16 data);
u16 DM9000_PHY_ReadReg(u16 reg);
void DM9000_PHY_WriteReg(u16 reg,u16 data);
u32 DM9000_Get_DeiviceID(void);
u8 DM9000_Get_SpeedAndDuplex(void);
void DM9000_Set_PHYMode(u8 mode);
void DM9000_Set_MACAddress(u8 *macaddr);
void DM9000_Set_Multicast(u8 *multicastaddr);
void DM9000_Reset(void);
void DM9000_SendPacket(struct pbuf *p);
struct pbuf *DM9000_Receive_Packet(void);
void DMA9000_ISRHandler(void);
#endif注：
dm9000.c
#include "dm9000.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"
#include "usart.h"
#include "lwip_comm.h"
struct dm9000_config dm9000cfg; //DM9000配置结构体
//初始化DM9000
//返回值：
//0,初始化成功
//1，DM9000A ID读取错误
u8 DM9000_Init(void)
{
u32 temp;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
FSMC_NORSRAMInitTypeDef FSMC_NORSRAMInitStructure;
FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef ReadWriteTiming; //DM9000的读写时序
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD|RCC_APB2Periph_GPIOE|\
RCC_APB2Periph_GPIOF|RCC_APB2Periph_GPIOG,ENABLE); //使能GPIOD E F G 时钟
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_FSMC,ENABLE); //使能FSMC时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE); //使能复用功能时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7; //PD7 推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出
GPIO_Init(GPIOD,&GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6; //PG6 推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //上拉输入
GPIO_Init(GPIOG,&GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|\
GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15; //PD0 1 4 5 8 9 10 14 15复用
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出
GPIO_Init(GPIOD,&GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_11|\
GPIO_Pin_12|GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15; //PG7 8 9 10 11 12 13 14 15复用
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出
GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13; //PF13复用
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出
GPIO_Init(GPIOF,&GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PG9复用
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出
GPIO_Init(GPIOG,&GPIO_InitStructure);
//PG6外部中断，中断线6
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOG,GPIO_PinSource6);
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line6;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
//因为DM9000_INT是低电平有效，故此处设置下降沿触发
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line6); //清除中断线6挂起标志位
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQn; //外部中断线6
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; //抢占优先级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //子优先级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
ReadWriteTiming.FSMC_AddressSetupTime = 0; //地址建立时间
ReadWriteTiming.FSMC_AddressHoldTime = 0;
ReadWriteTiming.FSMC_DataSetupTime = 3; //数据建立时间
ReadWriteTiming.FSMC_BusTurnAroundDuration = 0x00;
ReadWriteTiming.FSMC_CLKDivision = 0x00;
ReadWriteTiming.FSMC_DataLatency = 0x00;
ReadWriteTiming.FSMC_AccessMode = FSMC_AccessMode_A;//使用模式A
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_Bank = FSMC_Bank1_NORSRAM2; //NE2
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_DataAddressMux = FSMC_DataAddressMux_Disable;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_MemoryType = FSMC_MemoryType_SRAM;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_MemoryDataWidth = FSMC_MemoryDataWidth_16b;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_BurstAccessMode = FSMC_BurstAccessMode_Disable;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_AsynchronousWait = FSMC_AsynchronousWait_Disable;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignalPolarity = FSMC_WaitSignalPolarity_Low;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WrapMode = FSMC_WrapMode_Disable;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignalActive = FSMC_WaitSignalActive_BeforeWaitState;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteOperation = FSMC_WriteOperation_Enable;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignal = FSMC_WaitSignal_Disable;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_ExtendedMode = FSMC_ExtendedMode_Disable;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteBurst = FSMC_WriteBurst_Disable;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_ReadWriteTimingStruct = &ReadWriteTiming;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteTimingStruct = &ReadWriteTiming;
FSMC_NORSRAMInit(&FSMC_NORSRAMInitStructure);
FSMC_NORSRAMCmd(FSMC_Bank1_NORSRAM2,ENABLE); //使用FSMC的Bank1_Bank1_NORSRAM2
temp=*(vu32*)(0x1FFFF7E8); //获取STM32的唯一ID的前24位作为MAC地址后三字节
dm9000cfg.mode=DM9000_AUTO; //自主协商
dm9000cfg.queue_packet_len=0;
//DM9000的SRAM的发送和接收指针自动返回到开始地址，并且开启接收中断
dm9000cfg.imr_all = IMR_PAR|IMR_PRI; //开启接收中断
//初始化MAC地址
dm9000cfg.mac_addr[0]=2;
dm9000cfg.mac_addr[1]=0;
dm9000cfg.mac_addr[2]=0;
dm9000cfg.mac_addr[3]=(temp>>16)&0XFF; //低三字节用STM32的唯一ID
dm9000cfg.mac_addr[4]=(temp>>8)&0XFF;
dm9000cfg.mac_addr[5]=temp&0XFF;
//初始化组播地址
dm9000cfg.multicase_addr[0]=0Xff;
dm9000cfg.multicase_addr[1]=0Xff;
dm9000cfg.multicase_addr[2]=0Xff;
dm9000cfg.multicase_addr[3]=0Xff;
dm9000cfg.multicase_addr[4]=0Xff;
dm9000cfg.multicase_addr[5]=0Xff;
dm9000cfg.multicase_addr[6]=0Xff;
dm9000cfg.multicase_addr[7]=0Xff;
DM9000_Reset(); //复位DM9000
delay_ms(100);
temp=DM9000_Get_DeiviceID(); //获取DM9000ID
printf("DM9000 ID:%#x\r\n",temp);
if(temp!=DM9000_ID) return 1; //读ID错误
DM9000_Set_PHYMode(dm9000cfg.mode); //设置PHY工作模式
DM9000_WriteReg(DM9000_NCR,0X00);
DM9000_WriteReg(DM9000_TCR,0X00); //发送控制寄存器清零
DM9000_WriteReg(DM9000_BPTR,0X3F);
DM9000_WriteReg(DM9000_FCTR,0X38);
DM9000_WriteReg(DM9000_FCR,0X00);
DM9000_WriteReg(DM9000_SMCR,0X00); //特殊模式
DM9000_WriteReg(DM9000_NSR,NSR_WAKEST|NSR_TX2END|NSR_TX1END);//清除发送状态
DM9000_WriteReg(DM9000_ISR,0X0F); //清除中断状态
DM9000_WriteReg(DM9000_TCR2,0X80); //切换LED到mode1
//设置MAC地址和组播地址
DM9000_Set_MACAddress(dm9000cfg.mac_addr); //设置MAC地址
DM9000_Set_Multicast(dm9000cfg.multicase_addr); //设置组播地址
DM9000_WriteReg(DM9000_RCR,RCR_DIS_LONG|RCR_DIS_CRC|RCR_RXEN);
DM9000_WriteReg(DM9000_IMR,IMR_PAR);
temp=DM9000_Get_SpeedAndDuplex(); //获取DM9000的连接速度和双工状态
if(temp!=0XFF) //连接成功，通过串口显示连接速度和双工状态
{
printf("DM9000 Speed:%dMbps,Duplex:%s duplex mode\r\n",(temp&0x02)?10:100,(temp&0x01)?"Full":"Half");
}else printf("DM9000 Establish Link Failed!\r\n");
DM9000_WriteReg(DM9000_IMR,dm9000cfg.imr_all); //设置中断
return 0;
}
//读取DM9000指定寄存器的值
//reg:寄存器地址
//返回值：DM9000指定寄存器的值
u16 DM9000_ReadReg(u16 reg)
{
DM9000->REG=reg;
return DM9000->DATA;
}
//向DM9000指定寄存器中写入值
//reg:要写入的寄存器
//data:要写入的值
void DM9000_WriteReg(u16 reg,u16 data)
{
DM9000->REG=reg;
DM9000->DATA=data;
}
//读取DM9000的PHY的指定寄存器
//reg:要读的PHY寄存器
//返回值：读取到的PHY寄存器的值
u16 DM9000_PHY_ReadReg(u16 reg)
{
u16 temp;
DM9000_WriteReg(DM9000_EPAR,DM9000_PHY|reg); //EEPROM & PHY Address Registor
DM9000_WriteReg(DM9000_EPCR,0X0C); //选中PHY，发送读命令
delay_ms(10);
DM9000_WriteReg(DM9000_EPCR,0X00); //清除读命令
temp=(DM9000_ReadReg(DM9000_EPDRH)<<8)|(DM9000_ReadReg(DM9000_EPDRL));//EEPROM & PHY Data Registor
return temp;
}
//向DM9000的PHY寄存器写入指定值
//reg:PHY寄存器
//data:要写入的值
void DM9000_PHY_WriteReg(u16 reg,u16 data)
{
DM9000_WriteReg(DM9000_EPAR,DM9000_PHY|reg);
DM9000_WriteReg(DM9000_EPDRL,(data&0xff)); //写入低字节
DM9000_WriteReg(DM9000_EPDRH,((data>>8)&0xff)); //写入高字节
DM9000_WriteReg(DM9000_EPCR,0X0A); //选中PHY，发送写命令
delay_ms(50);
DM9000_WriteReg(DM9000_EPCR,0X00); //清除写命令
}
//获取DM9000的芯片ID
//返回值：DM9000的芯片ID值
u32 DM9000_Get_DeiviceID(void)
{
u32 value;
value =DM9000_ReadReg(DM9000_VIDL);
value|=DM9000_ReadReg(DM9000_VIDH) << 8;
value|=DM9000_ReadReg(DM9000_PIDL) << 16;
value|=DM9000_ReadReg(DM9000_PIDH) << 24;
return value;
}
//获取DM9000的连接速度和双工模式
//返回值： 0,100半双工
// 1,100M全双工
// 2,10M半双工
// 3,10M全双工
// 0XFF,连接失败
u8 DM9000_Get_SpeedAndDuplex(void)
{
u8 temp;
u8 i=0;
if(dm9000cfg.mode==DM9000_AUTO) //如果开启了自动协商模式，一定要等待协商完成
{
while(!(DM9000_PHY_ReadReg(0X01)&0X0020)) //BMSR（0X01）Bit5表示自动协商是否完成
{
delay_ms(100); //超时判断
i++;
if(i>100)return 0XFF; //自动协商失败
}
}else //自定义模式，一定要等待连接成功
{
while(!(DM9000_ReadReg(DM9000_NSR)&0X40))//等待连接成功，Network Control Register
{
delay_ms(100); //超时判断
i++;
if(i>100)return 0XFF; //连接失败
}
}
temp =((DM9000_ReadReg(DM9000_NSR)>>6)&0X02); //获取DM9000 连接速度，NSR bit7
temp|=((DM9000_ReadReg(DM9000_NCR)>>3)&0X01); //获取DM9000 双工状态，NCR bit4
return temp;
}
//设置DM90000的PHY工作模式
//mode:PHY模式
void DM9000_Set_PHYMode(u8 mode)
{
u16 BMCR_Value,ANAR_Value;
switch(mode)
{
case DM9000_10MHD: //10M半双工
BMCR_Value=0X0000;
ANAR_Value=0X21;
break;
case DM9000_10MFD: //10M全双工
BMCR_Value=0X0100;
ANAR_Value=0X41;
break;
case DM9000_100MHD: //100M半双工
BMCR_Value=0X2000;
ANAR_Value=0X81;
break;
case DM9000_100MFD: //100M全双工
BMCR_Value=0X2100;
ANAR_Value=0X101;
break;
case DM9000_AUTO: //自动协商模式
BMCR_Value=0X1000;
ANAR_Value=0X01E1;
break;
}
DM9000_PHY_WriteReg(DM9000_PHY_BMCR,BMCR_Value);
DM9000_PHY_WriteReg(DM9000_PHY_ANAR,ANAR_Value);
DM9000_WriteReg(DM9000_GPR,0X00); //使能PHY
}
//设置DM9000的MAC地址
//macaddr:指向MAC地址
void DM9000_Set_MACAddress(u8 *macaddr)
{
u8 i;
for(i=0;i<6;i++)
{
DM9000_WriteReg(DM9000_PAR+i,macaddr[i]);
}
}
//设置DM9000的组播地址
//multicastaddr:指向多播地址
void DM9000_Set_Multicast(u8 *multicastaddr)
{
u8 i;
for(i=0;i<8;i++)
{
DM9000_WriteReg(DM9000_MAR+i,multicastaddr[i]);
}
}
//复位DM9000
void DM9000_Reset(void)
{
DM9000_RST = 0; //DM9000硬件复位
delay_ms(10);
DM9000_RST = 1; //DM9000硬件复位完成
delay_ms(100); //一定要有这个延时，让DM9000准备就绪
DM9000_WriteReg(DM9000_GPCR,0x01); //第一步：设置寄存器GPCR（0X1E）的Bit0为1
DM9000_WriteReg(DM9000_GPR,0); //第二步：设置寄存器GPR（0X1F）的Bit1为0，DM9000内部的PHY上电
DM9000_WriteReg(DM9000_NCR,(0x02|NCR_RST)); //第三步：软件复位DM9000
do
{
delay_ms(25);
}while(DM9000_ReadReg(DM9000_NCR)&1); //等待DM9000软复位完成
DM9000_WriteReg(DM9000_NCR,0);
DM9000_WriteReg(DM9000_NCR,(0x02|NCR_RST)); //DM9000第二次软复位
do
{
delay_ms(25);
}while (DM9000_ReadReg(DM9000_NCR)&1);
}
//通过DM9000发送数据包
//p:pbuf结构体指针，是LWIP所能接受的一种格式
void DM9000_SendPacket(struct pbuf *p)
{
struct pbuf *q;
u16 pbuf_index = 0;
u8 word[2], word_index = 0;
DM9000_WriteReg(DM9000_IMR,IMR_PAR); //关闭网卡中断，DM9000发送数据时，要关闭中断。结束后，要再次打开中断。
DM9000->REG=DM9000_MWCMD; //发送此命令后可以将要发送的u搬到DM9000 TX SRAM中
q=p;
//向DM9000的TX SRAM中写入数据，一次写入两个字节数据
//当要发送的数据长度为奇数时，我们需要将最后一个数据单独存到TX SRAM中
while(q)
{
if (pbuf_index < q->len)
{
word[word_index++] = ((u8_t*)q->payload)[pbuf_index++];
if (word_index == 2)
{
DM9000->DATA=((u16)word[1]<<8)|word[0];
word_index = 0;
}
}else
{
q=q->next;
pbuf_index = 0;
}
}
//还有一个字节未写入TX SRAM
if(word_index==1) DM9000->DATA=word[0];
//向DM9000写入字节长度
DM9000_WriteReg(DM9000_TXPLL,p->tot_len&0XFF);
DM9000_WriteReg(DM9000_TXPLH,(p->tot_len>>8)&0XFF); //设置要发送数据的数据长度
DM9000_WriteReg(DM9000_TCR,0X01); //启动发送
while((DM9000_ReadReg(DM9000_ISR)&0X02)==0); //等待发送完成
DM9000_WriteReg(DM9000_ISR,0X02); //清除发送完成中断，Interrupt Status Register(FEH)
DM9000_WriteReg(DM9000_IMR,dm9000cfg.imr_all); //DM9000网卡接收中断使能, Interrupt Mask Register(FFH)
}
//DM9000接收数据包
//接收到的数据包存放在DM9000的RX FIFO中，地址为0X0C00~0X3FFF
//接收到的数据包的前四个字节并不是真实的数据，而是有特殊含义的
//byte1:表示是否接收到数据，为0x00或者0X01如果两个都不是的话，一定要复位DM9000
// 0x01：接收到数据
// 0x00：未接收到数据
//byte2:第二个字节表示一些状态信息，和DM9000的RSR（0X06）寄存器一致
//byte3:本帧数据长度的低字节
//byte4:本帧数据长度的高字节
//返回值：pbuf格式的接收到的数据包
struct pbuf *DM9000_Receive_Packet(void)
{
struct pbuf* p;
struct pbuf* q;
u32 rxbyte;
vu16 rx_status, rx_length;
u16* data;
u16 dummy;
int len;
p=NULL;
__error_retry:
DM9000_ReadReg(DM9000_MRCMDX); //假读
rxbyte=(u8)DM9000->DATA; //进行第二次读取
if(rxbyte) //接收到数据
{
if(rxbyte>1) //rxbyte大于1，接收到的数据错误，挂了
{
printf("dm9000 rx: rx error, stop device\r\n");
DM9000_WriteReg(DM9000_RCR,0x00);
DM9000_WriteReg(DM9000_ISR,0x80);
return (struct pbuf*)p;
}
DM9000->REG=DM9000_MRCMD;
rx_status=DM9000->DATA;
rx_length=DM9000->DATA;
//if(rx_length>512)printf("rxlen:%d\r\n",rx_length);
p=pbuf_alloc(PBUF_RAW,rx_length,PBUF_POOL); //pbufs内存池分配pbuf
if(p!=NULL) //内存申请成功
{
for(q=p;q!=NULL;q=q->next)
{
data=(u16*)q->payload;
len=q->len;
while(len>0)
{
*data=DM9000->DATA;
data++;
len-= 2;
}
}
}else //内存申请失败
{
printf("pbuf内存申请失败:%d\r\n",rx_length);
data=&dummy;
len=rx_length;
while(len)
{
*data=DM9000->DATA;
len-=2;
}
}
//根据rx_status判断接收到的数据是否存在以下错误：FIFO溢出，CRC错误
//对齐错误，物理层错误，如果有任何一个错误出现的话，丢弃该数据帧
//当x_length小于64或者大于最大数据长度时也丢弃该数据帧
if((rx_status&0XBF00) || (rx_length < 0X40) || (rx_length > DM9000_PKT_MAX))
{
printf("rx_status:%#x\r\n",rx_status);
if (rx_status & 0x100)printf("rx fifo error\r\n");
if (rx_status & 0x200)printf("rx crc error\r\n");
if (rx_status & 0x8000)printf("rx length error\r\n");
if (rx_length>DM9000_PKT_MAX)
{
printf("rx length too big\r\n");
DM9000_WriteReg(DM9000_NCR, NCR_RST); //复位DM9000
delay_ms(5);
}
if(p!=NULL)pbuf_free((struct pbuf*)p); //释放内存
p=NULL;
goto __error_retry;
}
}else
{
DM9000_WriteReg(DM9000_ISR,ISR_PTS); //清除所有中断标志位
dm9000cfg.imr_all=IMR_PAR|IMR_PRI; //重新接收中断
DM9000_WriteReg(DM9000_IMR, dm9000cfg.imr_all);
}
return (struct pbuf*)p;
}
//中断处理函数，注意不是中断服函数，需要在中断服务函数中调用
void DMA9000_ISRHandler(void)
{
u16 int_status;
u16 last_io;
last_io = DM9000->REG;
int_status=DM9000_ReadReg(DM9000_ISR);
DM9000_WriteReg(DM9000_ISR,int_status); //清除中断标志位
if(int_status & ISR_ROS)printf("overflow \r\n");
if(int_status & ISR_ROOS)printf("overflow counter overflow \r\n");
if(int_status & ISR_PRS) //接收中断
{
//接收完成中断，用户自己添加代码
}
if(int_status&ISR_PTS) //发送中断
{
//发送完成中断，用户自己添加代码
}
DM9000->REG=last_io;
}
//外部中断线6的中断服务函数
void EXTI9_5_IRQHandler(void)
{
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line6); //清除中断线6挂起标志位
while(DM9000_INT == 0)
{
DMA9000_ISRHandler();
}
}
TCP/IP协议
TCP/IP 中文名为传输控制协议/因特网互联协议，又名网络通讯协议。由网络层的 IP 协议和传输层的 TCP 协议组成。TCP/IP 定义了电子设备如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。TCP 负责发现传输的问题，一有问题就发出信号，要求重新传输，直到所有数据安全正确地传输到目的地。而IP 是给因特网的每一台联网设备规定一个地址。
OSI 是传统的开放式系统互连参考模型,该模型将 TCP/IP 分为七层:物理层、数据链路层（网络接口层）、网络层（网络层）、传输层（传输层）、会话层、表示层和应用层（应用层）。在我们的 LWIP 实验中 DM9000 相当于 PHY+MAC 层，而 LWIP 提供的就是网络层、传输层的功能，应用层是需要用户自己根据自己想要的功能去实现的。
LWIP协议栈
LWIP 是轻量级 IP 协议，有无操作系统的支持都可以运行，LWIP 实现的重点是在保持 TCP协议主要功能的基础上减少对 RAM 的占用，它只需十几 KB 的 RAM 和 40K 左右的 ROM 就可
以运行，这使 LWIP 协议栈适合在低端的嵌入式系统中使用。本实验 LWIP 的版本是 1.4.1。
LWIP 的主要特性如下：
ARP 协议，以太网地址解析协议；
IP 协议，包括 IPv4 和 IPv6，支持 IP 分片与重装，支持多网络接口下数据转发；
ICMP 协议，用于网络调试与维护；
IGMP 协议，用于网络组管理，可以实现多播数据的接收；
UDP 协议，用户数据报协议；
TCP 协议，支持 TCP 拥塞控制，RTT 估计，快速恢复与重传等；
提供三种用户编程接口方式：raw/callback API、sequential API、BSD-style socket API；
DNS，域名解析；
SNMP，简单网络管理协议；
DHCP，动态主机配置协议；
AUTOIP，IP 地址自动配置；
PPP，点对点协议，支持 PPPoE
打开从官网上下载下来的 LWIP1.4.1 其中包括 doc，src 和 test 三个文件夹和 5 个其他文件。doc 文件夹下包含了几个与协议栈使用相关的文本文档，doc 文件夹里面有两个比较重要的文
档:rawapi.txt 和 sys_arch.txt。rawapi.txt 告诉读者怎么使用 raw/callback API 进行编程，sys_arch.txt 包含了移植说明，在移植的时候会用到。src 文件夹是我们的重点，里面包含了 LWIP 的源码。test 是 LWIP 提供的一些测试程序。
打开 src 源码文件夹src 文件夹由 4 个文件夹组成：api、core、include、netif 四个文件夹。api 文件夹里面是 LWIP的 sequential API(Netconn)和 socket API 两种接口函数的源码，要使用这两种 API 需要操作系统支持。core 文件夹是 LWIP 内核源码，include 文件夹里面是 LWIP 使用到的头文件，netif 文件夹里面是与网络底层接口有关的文件。
LWIP 的移植
移植准备
1，添加DM9000 .c；添加头文件路径：HARDWARE\DM9000
2，建立LWIP文件夹，添加lwip 1.4.1
建立三个分组，并且添加相应的文件：
LWIP_NETIF -->src–netif：etharp.c, ethernetif.c
LWIP_API -->src–api–all
LWIP_CORE -->src–core–all/ipv4-all
添加路径：
src\include
src\include\ipv4
src\include\netif
4，复制arch文件–>到LWIP文件夹
新建分组LWIP_ARCH ，添加sys_arch.c
添加头文件路径：/LWIP，/LWIP/arch
5，复制LWIP_APP文件–>到LWIP文件夹
新建分组LWIP_APP ，添加lwip_comm.c
添加头文件路径：/LWIP/lwip_app/lwip_comm
6，复制lwip-1.4.1–>src–>include–>netif ethernetif.h
7，需要提供时钟支持：
建立文件夹HARDWARE/TIMER；添加timer.c；添加头文件路径：timer.h。但是，带操作系统移植时，ucos操作系统就可以提供时钟。
8，FwLib库中添加stmf10x_exit.c
源码修改
1，SySTEM文件夹存在和lwip-1.4.1重名的文件：
lwip-1.4.1-->src-->core-->sys.c 改为lwip-sys.c
lwip-1.4.1-->src-->include-->sys.h 改为lwip-sys.hlwip源码中的#include "sys.h"也作修改
2，ethernetif.c文件，原作者只是给了一个框架，需要开发者重点修改
3，错误处理：no space in execution region…
malloc.h: MEM1_MAX_SIAZE 40x1024; //最大管理内存，占了40K，此处改为30LWIP动态内存管理技术，LWIP有一个内存堆ram_heap和内存池memp_memory，这两个是LWIP的内存来源。这两个分别在mem.c和memp.c中，我们将这两个分组改用原子的内存分配函数对齐进行分配。（如果默认LWIP的SRAM不够用，要attrbute_ant函数来定义到外部）
在mem.c文件中将ram_heap数组注销掉，定义为指向u8_t的指针
在memp.c文件中，将memp_memory数组屏蔽掉改为指针
在memp.c文件中添加memp_get_memorysize()函数来获取memp_memory数组的大小
4，修改icmp.c文件，使其支持硬件帧检测
5，LWIP的源码中有opt文件，这个文件是裁剪和配置LWIP的，不过最好不要在opt.h(在LWIP_CORE–>autoip.c中)里做修改。所以要建立一个lwipopts.h 文件。
软件设计
复制main.c文件
下载验证
1，通过网线连接开发板到路由器，如果没有路由器也可以直接连接到电脑RJ45接口，但是，不能使用DHCP功能，需要使用静态地址：（默认静态IP：192.168.1.30:；默认网关GateWay：192.168.1.1；子网掩码：255.255.255.0）
2，连接上电脑端的RJ45后，我们还需要设置一下电脑的网络设置，打开本地连接–>TCP/IPv4属性，使用IP地址，DNS服务器地址。（IP地址：192.168.1.x=2-254:；默认网关GateWay：192.168.1.1；子网掩码：255.255.255.0；首选DNS服务器：192.168.1.1）
3，在电脑上Ping开发板的IP地址。 >ping (IP地址)