【STM32F746 Nucleo-144】二、CubeMX-Lwip-FreeRTOS-ETH

小火苗

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1. 介绍
    
   Lwip是一种小型的网络通讯架构，通讯数据量和通讯数据接口都有限制，在之前的项目开发中，就遇到了这个问题。Lwip网络架构可以在裸机下进行使用，但是要得到更高的效率和速度推荐在freeRTOS系统下进行开发。
    
   首先，我们需要考虑的是LwIP的网络接口。LwIP支持多种网络接口，包括以太网、Wi-Fi、蓝牙等等。我们可以根据具体的应用场景来选择合适的网络接口。例如，对于需要高速数据传输的场景，我们可以选择以太网接口；对于需要低功耗、便携性的场景，我们可以选择Wi-Fi或蓝牙接口。
    
   其次，我们需要考虑的是LwIP的协议栈。LwIP支持多种协议，包括TCP/IP、HTTP、FTP等等。我们可以根据具体的应用场景来选择合适的协议。例如，对于需要实现互联网访问的场景，我们可以选择TCP/IP协议；对于需要实现网页浏览的场景，我们可以选择HTTP协议。
    
   再次，我们需要考虑的是LwIP的并发性。LwIP支持多线程和并发处理，这使得它能够在同一时间处理多个连接和任务。我们可以根据具体的应用场景来选择合适的并发模型。例如，对于需要实现实时通信的场景，我们可以选择使用LwIP的多线程模型；对于需要实现高并发的场景，我们可以选择使用LwIP的并发处理模型。
    
   最后，我们需要考虑的是LwIP的可定制性。LwIP可以进行定制和裁剪，以适应不同的硬件平台和应用场景。我们可以根据具体的需求来选择合适的定制方案。例如，对于需要降低内存占用的场景，我们可以选择对LwIP进行裁剪和优化；对于需要增强安全性的场景，我们可以选择对LwIP的加密和认证模块进行定制和扩展。
    
    
   FreeRTOS是一个流行的实时操作系统（RTOS），广泛应用于嵌入式系统和物联网设备。它提供了一个轻量级的、可伸缩的、可移植的解决方案，用于管理任务、调度器、中断和外设。
    
   FreeRTOS的核心是任务调度器，它能够在不同的优先级上调度多个任务，并确保每个任务都能够得到及时响应。此外，FreeRTOS还提供了丰富的API函数，使用户能够轻松地管理任务、队列、信号量、互斥量和定时器等资源。
    
   FreeRTOS具有以下特点：
    
   1. 轻量级：FreeRTOS内核只占用很小的内存空间，因此非常适合资源受限的嵌入式系统。
   2. 可伸缩：FreeRTOS支持多达255个优先级，可以根据项目需求实现灵活的任务调度。
   3. 可移植：FreeRTOS支持多种硬件平台和处理器架构，方便用户将其移植到不同的硬件环境中。
   4. 可靠性：FreeRTOS内核经过了严格测试和验证，能够确保系统的稳定性和可靠性。
   5. 开源免费：FreeRTOS是开源的，可以免费使用和修改。此外，FreeRTOS还提供了完善的文档和社区支持，方便用户学习和使用。
    
   总之，FreeRTOS作为一种流行的实时操作系统，在嵌入式系统和物联网设备领域得到了广泛的应用。它具有轻量级、可伸缩、可移植、可靠和开源免费等优点，为用户提供了一种高效、可靠的解决方案。
    
   本项目介绍
   使用了lwip协议架构，FreeRTOS操作系统和硬件ETH外设驱动，使用CubeMX软件进行图形化编程，所生成的代码，具有网络通讯的基础功能，可以直接链接到路由器，并获取自己的IP地址，并且可以使用 ping 命令 ping通。
    
2. CubeMX实现步骤
   2.1 选择芯片或者开发板，因为此开发板是ST官方开发设计的在CubeMX中存有现成的资源
     
   2.2 工程加载后
   ETH外设功能引脚自动配置还有板载LED和串口3等功能
     
   2.3 系统时钟
     
   将系统时钟改到最高速度
     
   2.5 GPIO引脚查看
     
   2.6 FreeRTOS系统勾选配置
   FreeRTOS操作系统由V1 和V2两个版本，简单描述一下。
   FreeRTOS操作系统是一个实时操作系统（RTOS），为嵌入式系统提供了一个灵活、高效和易用的软件平台。FreeRTOS自发布以来，已经经历了多次更新和改进，其中最重要的两个版本是V1和V2版本。
   FreeRTOS V1版本是该操作系统的初始版本，它提供了一个简单而功能强大的内核，支持多任务、中断、队列、消息传递和定时器等功能。V1版本的目标是提供一个能够用于各种嵌入式应用的RTOS框架，支持多种不同的硬件平台，并提供了丰富的API函数和示例代码。
   FreeRTOS V2版本是对V1版本的改进和扩展，它在保持V1版本的核心架构的同时，增加了一些新的特性和功能。其中最显著的是引入了内存管理功能，允许开发人员更好地管理嵌入式系统的内存资源。此外，V2版本还增加了更多的硬件支持，优化了任务调度器，提供了更高效的API函数和更丰富的中间件组件。
   除了V1和V2版本外，FreeRTOS还经历了多个版本的更新和发展，其中包括FreeRTOS V3版本，该版本引入了更多新的特性和功能，例如对低功耗处理器的支持，更高效的队列操作和更强大的可扩展性。FreeRTOS的后续版本还不断对操作系统进行优化和完善，以适应不断变化的应用需求和技术发展。，
     
   2.7 Lwip配置 在此也选择默认
       
   2.8 代码生成配置
     
     
3. 程序编译测试
   3.1 程序编译后运行下仿真，不然就需要将本地IP地址用串口打印出来。
   如图所示，本地IP是0x5202A8C0 转换成十进制就是 82 2 168 192 所以本机地址是192.168.2.82
   网关IP地址是0x0102A8C0 转成十进制就是 1 2 168 192 ，192.168.2.1
     
    
     
   3.2 使用命令行ping 一下，通讯正常，可以进行下一步的程序开发。
     
   3.3 当前工程代码
   RtosETH.rar (58.4 MB, 下载次数: 3)
   2023-9-27 11:50 上传

   点击文件名下载附件

freebsder

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