基于uCOS_II的以太网移植实例

基于μC/OS_II的以太网移植实例目录第一章以太网移植准备工作 (2)1.1 硬件平台 (2)1.2 软件平台 (2)第二章以太网移植步骤 (4)2.1 文件结构以及文件说明 (4)2.2以太网文件移植 (5)2.3MDK中文件的导入 (5)2.4 程序中需要编辑的代码 (8)第三章以太网任务创建以及初始化流程 (11)3.1 以太网任务创建 (11)3.2 以太网初始化流程 (12)3.3 以太网数据收发流程 (12)第四章测试以太网连接以及任务间通信 (14)4.1Ping命令测试 (14)4.2 网络调试助手测试 (14)第一章以太网移植准备工作以移动基站的电表管理系统为背景，探讨基于μC/OS嵌入式系统的以太网移植方法。

移动基站电表管理系统终端的基本功能就是上位机通过以太网发送命令或数据给终端，终端收到后，再通过485通信对电表执行相应的动作，最后，终端把得到的信息处理后再次通过以太网上传回来。

这里重点是把以太网协议栈移植到程序中来，以创建一个以太网通信任务。

1.1 硬件平台硬件平台是主芯片为STM32F107VC的金牛开发板，开发板上已集成有以太网功能模块和RS485功能模块。

只是在开发板上RS-485与RS-232接口共用了微处理器的接收串口，需要设置JP4，且配置为1-2，如表1.1所示。

金牛开发板支持两种以太网接口模式，一种是MII接口模式，另一种是RMII接口模式。

这里选用MII接口模式，根据表1.2对跳线JP2、JP6、JP7、JP8、JP12进行相应的配置。

1.2 软件平台软件平台为RVMDK软件。

RVMDK是由ARM编译器RVCT与Keil的工程管理、调试仿真工具集成，RVMDK是业界最好的Cortex-M3开发工具之一，它拥有流畅的用户界面与强大的仿真功能，是一款非常强大的ARM微控制器开发工具。

移植前需要熟悉RVMDK软件的使用。

移植过程中需要用到如图1.1和图1.2所示文件，一个是基于μC/OS_II的移动基站电表管理系统终端程序，另一个是基于μC/OS_II系统以太网移植文件。

图1.1 电表系统终端程序文件夹图1.2 需要移植的以太网文件夹第二章 以太网移植步骤以太网的移植方法需要从三方面着手，首先分清电表管理系统终端文件和以太网文件层次结构；其次掌握以太网文件的移植过程以及在MDK 软件中如何把工程文件导入过程；最后明确以太网运行尚需添加的相应代码。

2.1 文件结构以及文件说明基于μC/OS_II 的移动基站电表管理系统终端程序主文件夹如图2.1所示，文件夹中包含了整个工程项目文件。

主文件夹中包含了如图2.2所示的四个文件夹。

Lis 和Obj 文件夹中是MDK 软件编译时生成的临时文件；MDK 文件夹中主要包含MDK 工程的启动文件；Source 文件夹包含了整个工程的源文件。

Source 文件夹中包含了如图2.3所示的四个文件夹。

App 文件夹中为用户的应用文件；CMSIS 文件夹主要包含STM32芯片内核启动文件；STM32F10x_StdPeriph_Driver 文件夹包含了STM32内部及外围器件的驱动文件；μC/OS_II 文件夹是μC/OS_II 系统源文件夹，包含了μC/OS_II 系统运行所需要的全部文件。

基于μC/OS_II 系统的以太网移植文件夹如图2.4所示，文件夹中包含了整个以太网协议栈文件和以太网驱动文件。

以太网主文件中包含了如图2.5所示的四个文件夹。

efsl 文件夹包含的文件功能是对输出文件的操作管理；STM32_ETH_Driver 文件夹包含STM32芯片中以太网的驱动文件；APP 文件夹中是用户对以太网初始化配置所写的文件；lwip-1.3.1文件夹包含整个以太网协议栈文件。

lwip-1.3.1文件夹包含了如图2.6所示的三个文件夹。

Doc 文件夹是作者写的一些说明性文本文件；port 文件夹包含以太网协议栈的接口文件；src 文件夹包含了以太网协议栈源文件。

图2.2 主文件夹中包含的文件夹 图2.3 Source 文件夹中包含的文件图2.4 以太网移植主文件夹 图2.5 主文件夹中包含的文件夹 图2.1 工程项目主文件夹src 文件夹中包含了如图2.7所示的四个源文件。

Api 文件夹中包含了以太网协议栈的应用接口文件；core 文件夹中包含了以太网协议栈最核心的文件，即以太网的内核文件；include 文件夹中是以太网协议栈的头文件。

2.2 以太网文件移植首先，将以太网文件夹中的efsl 、lwip-1.3.1、STM32_ETH_Driver 三个文件夹复制到Source 文件夹中。

复制过程如图2.8所示，复制后Source 文件夹中的文件如图2.9所示。

其次，将以太网文件夹中APP 文件夹里的四个文件复制到Source 文件夹中APP 文件夹里。

复制过程如图2.10所示，复制后APP 文件夹中的文件如图2.11所示。

2.3 MDK 中文件的导入首先，打开MDK 工程，进入文件添加界面，新建LWIP/Port 、LWIP/Source 、efsl 、图2.8 需要移植的文件夹 图2.9 Source 文件夹中的文件夹 图2.6 lwip-1.3.1文件夹中所包含的文件夹 图2.7 Src 文件夹中包含的文件夹 图2.10 以太网中APP 文件夹需要移植的文件 图2.11 Source 中APP 文件夹里的文件 图2.12 MDK 文件夹添加STM32_ETH_Driver 这四个文件夹，新建文件夹结果如图2.12所示。

其次，将刚刚移植过来的文件分类添加到各个工程文件夹中。

LWIP/Port 文件夹中添加文件结果如图2.13所示。

LWIP/Source 文件夹中依次添加如图2.14、图2.15、图2.16、图2.17所示文件。

ipv6、snmp 文件夹中的文件没用到，可以不添加这两个文件夹里面的文件，但如果需要可以选择添加。

LWIP/Source 文件夹中添加的文件结果如图2.18所示。

图2.14 Core 文件夹中需要添加的文件 图2.15 Ipv4文件夹中需要添加的文件 图2.16 netif 文件夹中需要添加的文件 图2.17 api 文件夹中需要添加的文件 图2.18 LWIP/Source 文件夹中添加后的文件 图2.13 LWIP/Port 文件夹需添加的文件Efsl文件夹中依次添加如图2.19、图2.20所示文件。

图2.19 efsl文件夹中需要调节的文件图2.20 efsl文件夹中需要调节的文件Efsl文件夹中添加的文件结果如图2.21所示。

图2.21 efsl文件中添加后的文件图2.22 STM32_ETH_Driver中需要添加的文件STM32_ETH_Driver文件夹中添加如图2.22所示文件，STM32_ETH_Driver文件夹中添加的文件结果如图2.23所示。

图2.23 STM32_ETH_Driver中添加后的文件图2.24 App文件夹中需要添加的文件App文件夹中添加如图2.24所示两个文件，APP文件夹中添加的文件结果如图2.25所示。

以太网移植文件全部添加到MDK工程文件夹中后，其MDK工程文件夹结构如图2.26所示，再点击全部保存后，以太网移植文件就全部导入到MDK工程文件夹中来了。

图2.25 App文件夹中添加后的文件图2.26 MDK工程文件结构以太网移植文件全部导入到MDK工程文件夹之后，最后，还需把以太网移植文件所用到的头文件的路径添加到工程中来。

其添加的头文件路径过程如图2.27所示。

图2.27 MDK中包含的头文件到这一步已经完成了以太网文件的导入，下面只需编译一下，检查文件的导入是否正常。

其编译结果如图2.28所示，零错误和零警告提示，表明编译通过。

但需值得注意的是要把Spi.c文件添加到STM32库里去，因为efsl对文件操作时，需要用到SPI中的函数。

图2.28 MDK编译结果2.4 程序中需要编辑的代码第一处：以太网接收数据是通过中断方式接收的，需要编写以太网中断函数。

其中断函数编写如图2.29所示。

中断函数中调用了如图2.30所示头文件中的函数，在中断文件中需要把下面两个头文件包含进来。

第二处：主函数中需对以太网硬件进行初始化，初始化位置如图2.31所示。

初始化函数需要自己写，由于程序中已经写好了，直接调用就行了，但值得注意的是需把如图2.32所示的头文件包含进来。

第三处：创建其它分任务之前，需要初始化LWIP 通信协议栈，初始化位置如图2.33所示。

LWIP 初始化函数需要自己写，由于程序中已经写好了，直接调用就行了，但值得注意的是需把如图2.34所示的头文件包含进来。

第四处：程序中用到了printf 函数（对字符串进行格式化输出），需在串口文件中添图2.29 以太网中断函数 图2.30 中断文件中需要包含的头文件 图2.31 以太网硬件初始化调用 图2.32 主文件中需要包含的头文件 图2.34 C 文件中需要包含的头文件 图2.33 LWIP 协议栈初始化调用加如图2.35所示一个函数。

此函数用到了C文件标准库，需要把标准库头文件包含进来并在工程设置选项中把“Use MicroLIB”勾上，其操作过程如图2.36、图2.37所示。

图2.35 fputc函数图2.36 C文件中需要包含的头文件图2.37 MDK选项中的设置到这一步，程序中需要修改的部分基本上完成。

最后，把工程编译一下，检查一下程序修改是否有错。

其编译结果如图2.38所示，零错误、零警告提示，表明程序修改无误。

图2.38 MDK编译结果第三章 以太网任务创建以及初始化流程在完成以太网移植且并对以太网硬件和协议栈进行了初始化之后，还不能进行以太网通信。

在μC/OS 系统中进行以太网的通信还必须先创建一个以太网任务并且把任务添加到μC/OS 系统中的任务列表中来。

以太网协议栈比较复杂，一下比较难理解其工作过程，这里也只是对以太网的通讯过程进行简单的描述，以求快速入门。

3.1 以太网任务创建以太网任务的创建分三步完成。

第一步：编写一个以太网任务函数。

函数功能能够创建一个新的TCP 连接；绑定IP 地址和端口号；监听TCP 的连接；等待TCP 连接。

如果有客服端请求连接则建立TCP 连接，否则继续等待TCP 连接。

编写的以太网任务函数如图3.1所示。

第二步：定义以太网任务堆栈空间大小和任务优先级，定义结果如图3.2、图3.3所示。

第三步：将创建的以太网任务添加到μC/OS 操作系统中的的任务列表中去，其添加结果如图3.4所示。

图3.2 以太网任务空间大小定义 图3.3 以太网任务优先级定义图3.1 以太网任务函数图3.4 以太网任务的添加任务添加完成之后，只需编译一下，检查一下以太网任务创建是否正确。