STM32CubeMX | | 使用小熊派串口驅(qū)動峰匯ETH-01以太網(wǎng)模塊上傳數(shù)據(jù)到OneNet

前兩天世偉兄發(fā)了一篇RJ45以太網(wǎng)模塊的技術(shù)分享文章，用的是W5500以太網(wǎng)模塊，他也將他的學(xué)習(xí)成果和實驗共享到我們的私聊小蜜圈里，這是他分享的文章：《STM32CubeMX系列 | 使用小熊派硬件SPI驅(qū)動W5500以太網(wǎng)模塊》

最近我也在用類似的模塊，但我選的這個模塊更簡單，沒有W5500那么復(fù)雜，它就是峰匯物聯(lián)開發(fā)的一款ETH-01串口以太網(wǎng)模塊，外觀如下：

1、硬件管腳說明

2、STM32CubeMX配置

以下根據(jù)目前需要配置為TCP客戶端模式，方便后面與云平臺通信：

2.1、時鐘配置

2.2、調(diào)試接口配置

2.3、調(diào)試串口配置

2.4、網(wǎng)口模塊配置

網(wǎng)口模塊通信串口配置如下，這里用的是USART3：

然后采用串口+DMA的方式來處理。

以下是讀TCP狀態(tài)的IO，配置為上拉輸入模式，用于監(jiān)測網(wǎng)卡是否已經(jīng)連接服務(wù)器

以下是配置模式IO，當輸出電平為低時為指令配置模式，當輸出電平為高時為數(shù)據(jù)透傳模式：

2.5、調(diào)試燈配置

2.6、生成工程

3、軟件編程

由于官方?jīng)]有提供MCU的例程，所以只能從頭到尾自己寫啦，由于篇幅原因，這里僅分享其中一部分代碼，完整工程請從我的碼云上clone獲取，以下根據(jù)目前需要配置為TCP客戶端模式，方便后面與云平臺通信：

3.1、串口指令配置模塊之寫命令操作

由于需要進行TCP傳輸，所以只設(shè)置紅框圈起來的這幾個指令就好了，還有一個更新指令到EEPROM的在手冊示例里出現(xiàn)。

根據(jù)要求，簡單實現(xiàn)如下函數(shù)(暫時不優(yōu)化，先保證能用即可)：

rj45_eth.h頭文件實現(xiàn)如下：

#ifndef __RJ45_ETH_H
#define __RJ45_ETH_H
#include "main.h"

#define UART_NNUM      USART3
#define UART_PORT      &huart3
#define RJ45_CONFIG_PORT  GPIOC
#define RJ45_CONFIG_PIN     GPIO_PIN_9

#define RJ45_READ_TCP_STATUS_PORT   GPIOA
#define RJ45_READ_TCP_STATUS_PIN     GPIO_PIN_8

#define RJ45_RXBUFFER_SIZE 1024
#define RJ45_TXBUFFER_SIZE 1024

#define NR_RJ45(x)  (sizeof(x)/sizeof(x[0]))
#define Delay_ms(x) HAL_Delay(x)
#define ACK_OK 0
#define ACK_TIMEOUT 1

typedef struct
{
    __IO uint8_t  BufferReady ;
    uint8_t  RJ45TxBuffer[RJ45_TXBUFFER_SIZE];
    uint8_t  RJ45RxBuffer[RJ45_RXBUFFER_SIZE];
} RJ45HandleTypeDef;
extern RJ45HandleTypeDef RJ45r_Handler ;

typedef struct _DEVICEPORT_CONFIG
{
    uint8_t  dataMode;  /* 數(shù)據(jù)模式：0:命令模式 1:透傳模式*/
    uint8_t  bNetMode;    /* 網(wǎng)絡(luò)工作模式: 0: TCP SERVER;1: TCP CLENT; 2: UDP SERVER 3：UDP CLIENT; */
    uint8_t  gDesIP[4];   /* 目的IP地址 */
    uint16_t gNetPort;    /* 目的端口號 */
    uint8_t  bMacAddr[4]; /* 芯片MAC地址*/
    __IO uint8_t tcp_status ; /*服務(wù)器連接狀態(tài)*/
} DevicePortConfigS;
extern DevicePortConfigS Deice_Para_Handledef ;


/**********************寫指令函數(shù)*************************/
/*使能RJ45配置模式*/
void Enable_RJ45_Config_Mode(void);
/*RJ45設(shè)置模式*/
uint8_t RJ45_Set_Mode(uint8_t mode, uint16_t delay_ms);
/*設(shè)置模塊目的端口號*/
uint8_t Set_Module_Gobal_Port_Number(uint16_t number, uint16_t delay_ms);
/*RJ45設(shè)置目標IP*/
uint8_t Set_Module_Gobal_Ipaddr(uint8_t bit0, uint8_t bit1, uint8_t bit2, uint8_t bit3, uint16_t delay_ms);

/*更新配置參數(shù)到EEPROM*/
uint8_t Update_Config_Para_To_EEPROM(uint16_t delay_ms);
/*執(zhí)行配置參數(shù)*/
uint8_t Runing_Config_Para_To_EEPROM(uint16_t delay_ms);
/*配置RJ45模塊參數(shù)*/
uint8_t Config_RJ45_Module_Para(void);
/**********************寫指令函數(shù)*************************/

/**********************讀指令函數(shù)*************************/
/*獲取芯片工作模式*/
void Get_RJ45_Chip_Work_Mode(uint16_t delay_ms);
/*獲取芯片目的IP地址*/
void Get_RJ45_Chip_Gobal_Ipaddr(uint16_t delay_ms);
/*獲取芯片目的端口號*/
void Get_RJ45_Chip_Gobal_Port_Number(uint16_t delay_ms);
/*獲取芯片Mac地址*/
void Get_RJ45_Chip_Mac_Addr(uint16_t delay_ms);
/*獲取RJ45模塊參數(shù)*/
uint8_t Get_RJ45_Module_Config_Para(void);
/**********************讀指令函數(shù)*************************/

/*使能RJ45配置模式*/
void Enable_RJ45_Config_Mode(void);
/*失能RJ45配置模式*/
void Disable_RJ45_Config_Mode(void);
/*檢測TCP狀態(tài)，返回1則為未連接，返回0則已連接*/

/*進入數(shù)據(jù)透傳模式*/
uint8_t Enter_Data_Penetrate_Mode(void);
/*退出數(shù)據(jù)透傳模式*/
uint8_t Quit_Data_Penetrate_Mode(void);
//RJ45發(fā)送網(wǎng)絡(luò)透傳數(shù)據(jù)函數(shù)，必須在透傳模式下使用
void RJ45_Send_NetWork_Penetrate_Data(char* fmt, ...);
uint8_t Check_TCP_Status(void);

#endif //__RJ45_ETH_H

以設(shè)置模式為例編寫函數(shù)：

/*使能RJ45配置模式*/
void Enable_RJ45_Config_Mode(void)
{
  /*關(guān)閉空閑中斷，此時不接收非配置模式的數(shù)據(jù)，只接收模塊本身指令收發(fā)的回復(fù)數(shù)據(jù)*/
  __HAL_UART_DISABLE_IT(UART_PORT, UART_IT_IDLE);
    HAL_GPIO_WritePin(RJ45_CONFIG_PORT, RJ45_CONFIG_PIN, GPIO_PIN_RESET);
}

/*使能DMA，清除數(shù)據(jù)包*/
static void Enable_And_Clear_Data_Packet(void)
{
    HAL_UART_DMAStop(UART_PORT);
    memset(RJ45r_Handler.RJ45TxBuffer, 0, RJ45_TXBUFFER_SIZE);
    memset(RJ45r_Handler.RJ45RxBuffer, 0, RJ45_RXBUFFER_SIZE);
    HAL_UART_Receive_DMA(UART_PORT, RJ45r_Handler.RJ45RxBuffer, RJ45_RXBUFFER_SIZE);
}

/*0 成功  其他失敗*/
static uint8_t RJ45_Check_Cmd_Ack(uint8_t ack)
{
    if(RJ45r_Handler.RJ45RxBuffer[0] == ack)
        return 0;

    return 1;
}

/*RJ45設(shè)置模式*/
uint8_t RJ45_Set_Mode(uint8_t mode, uint16_t delay_ms)
{
    uint8_t Res = 0 ;
    Enable_And_Clear_Data_Packet();
    RJ45r_Handler.RJ45TxBuffer[0] = 0x57 ;
    RJ45r_Handler.RJ45TxBuffer[1] = 0xab ;
    RJ45r_Handler.RJ45TxBuffer[2] = 0x10 ;
    RJ45r_Handler.RJ45TxBuffer[3] = mode ;
    wifi_uart_write_data( RJ45r_Handler.RJ45TxBuffer, 4);

    while(delay_ms--)
    {
        Res = RJ45_Check_Cmd_Ack(0xAA) ;

        if(0 == Res)
            return 0 ;

        Delay_ms(1);
    }

    return ACK_TIMEOUT ;
}

在調(diào)用如上設(shè)置指令前，先要將配置引腳拉低，然后開啟DMA接收，接下來按照通信協(xié)議要求將對應(yīng)的格式填入到發(fā)送Buffer，然后調(diào)用wifi_uart_write_data函數(shù)將協(xié)議數(shù)據(jù)通過串口發(fā)給模塊，在一定超時延時以后，需要檢測DMA接收緩存區(qū)是否有協(xié)議回復(fù)AA，如果有則表示該指令設(shè)置成果，這樣就完成了寫數(shù)據(jù)的過程，其它指令也是類似的，我們只需要照著手冊實現(xiàn)即可。

3.2、串口指令配置模塊之讀命令操作

讀命令比寫命令要簡潔許多，查看手冊主要支持以下指令：

同樣的，由于例程需要進行TCP傳輸，所以只實現(xiàn)紅框圈起來的這幾個指令就好了。

以獲取芯片工作模式、獲取芯片目的IP地址為例，實現(xiàn)如下函數(shù)：

/*獲取芯片工作模式*/
void Get_RJ45_Chip_Work_Mode(uint16_t delay_ms)
{
    Enable_RJ45_Config_Mode();
    Enable_And_Clear_Data_Packet();
    RJ45r_Handler.RJ45TxBuffer[0] = 0x57 ;
    RJ45r_Handler.RJ45TxBuffer[1] = 0xab ;
    RJ45r_Handler.RJ45TxBuffer[2] = 0x60 ;
    wifi_uart_write_data( RJ45r_Handler.RJ45TxBuffer, 3);
    Delay_ms(delay_ms);
    Deice_Para_Handledef.bNetMode = RJ45r_Handler.RJ45RxBuffer[0];
}

/*獲取芯片目的IP地址*/
void Get_RJ45_Chip_Gobal_Ipaddr(uint16_t delay_ms)
{
    Enable_RJ45_Config_Mode();
    Enable_And_Clear_Data_Packet();
    RJ45r_Handler.RJ45TxBuffer[0] = 0x57 ;
    RJ45r_Handler.RJ45TxBuffer[1] = 0xab ;
    RJ45r_Handler.RJ45TxBuffer[2] = 0x65 ;
    wifi_uart_write_data( RJ45r_Handler.RJ45TxBuffer, 3);
    Delay_ms(delay_ms);
    Deice_Para_Handledef.gDesIP[0] = RJ45r_Handler.RJ45RxBuffer[0] ;
    Deice_Para_Handledef.gDesIP[1] = RJ45r_Handler.RJ45RxBuffer[1] ;
    Deice_Para_Handledef.gDesIP[2] = RJ45r_Handler.RJ45RxBuffer[2] ;
    Deice_Para_Handledef.gDesIP[3] = RJ45r_Handler.RJ45RxBuffer[3] ;
}

與寫命令操作一樣，在調(diào)用如上讀指令前，先要將配置引腳拉低，然后開啟DMA接收，接下來按照通信協(xié)議要求將對應(yīng)的格式填入到發(fā)送Buffer，然后延時一段時間，直接查看串口緩存區(qū)對應(yīng)數(shù)據(jù)即可，但是如上寫法并不嚴謹，更嚴謹?shù)淖龇ㄊ鞘欠衽袛啻谝还不貜?fù)了多少個字節(jié)，然后對每個字節(jié)進行校驗，如果正確才獲取，這里先不考慮優(yōu)化問題，先保證能用即可，其它讀指令函數(shù)也是差不多的邏輯，由于篇幅有限，這里就不貼出來了。

3.3、初始化函數(shù)及與服務(wù)器通信過程實現(xiàn)

初始化部分分為配置參數(shù)和獲取參數(shù)兩部分，這里我配置的服務(wù)器IP和端口號是移動OneNet的，分別實現(xiàn)如下

/*配置RJ45模塊參數(shù)*/
uint8_t Config_RJ45_Module_Para(void)
{
    uint8_t ret = 1;
    Enable_RJ45_Config_Mode();
    Deice_Para_Config_Handledef.bNetMode = 0x01 ;
    ret = RJ45_Set_Mode(Deice_Para_Config_Handledef.bNetMode, 300);
    if(ret != 0)
        return 1;
    Deice_Para_Config_Handledef.gDesIP[0] = 0xB7 ; //180
    Deice_Para_Config_Handledef.gDesIP[1] = 0xE6 ; //230
    Deice_Para_Config_Handledef.gDesIP[2] = 0x28 ; //40
    Deice_Para_Config_Handledef.gDesIP[3] = 0x21 ; //33
    ret = Set_Module_Gobal_Ipaddr(Deice_Para_Config_Handledef.gDesIP[0],  
    Deice_Para_Config_Handledef.gDesIP[1], Deice_Para_Config_Handledef.gDesIP[2], 
    Deice_Para_Config_Handledef.gDesIP[3], 300);
    if(ret != 0)
        return 2;
    Deice_Para_Config_Handledef.gNetPort = 80 ;  //80
    ret = Set_Module_Gobal_Port_Number(Deice_Para_Config_Handledef.gNetPort, 300);
    if(ret != 0)
        return 3;
    ret = Update_Config_Para_To_EEPROM(300);
    if(ret != 0)
        return 4;
    ret = Runing_Config_Para_To_EEPROM(300);
    if(ret != 0)
        return 5;
    printf("配置RJ45模塊參數(shù)如下：n");
    printf("1.配置RJ45模塊工作模式:%dn",Deice_Para_Config_Handledef.bNetMode);
    printf("2.配置RJ45模塊目的IP地址:%d.%d.%d.%dn",Deice_Para_Config_Handledef.gDesIP[0], 
    Deice_Para_Config_Handledef.gDesIP[1],Deice_Para_Config_Handledef.gDesIP[2],
    Deice_Para_Config_Handledef.gDesIP[3]);
    printf("3.配置RJ45模塊端口號:%dn",Deice_Para_Config_Handledef.gNetPort);
    return 0 ;
}

/*獲取RJ45模塊參數(shù)*/
uint8_t Get_RJ45_Module_Config_Para(void)
{
  printf("讀取RJ45模塊配置參數(shù)如下：n");
 /*讀取芯片工作模式*/
  Get_RJ45_Chip_Work_Mode(300);
  printf("1.讀取芯片工作模式:%dn",Deice_Para_Handledef.bNetMode);
  /*讀取芯片目的IP地址*/
  Get_RJ45_Chip_Gobal_Ipaddr(300);
  printf("2.讀取目的IP地址:%d.%d.%d.%dn", Deice_Para_Handledef.gDesIP[0], Deice_Para_Handledef.gDesIP[1], 
               Deice_Para_Handledef.gDesIP[2], Deice_Para_Handledef.gDesIP[3]);
  /*讀取芯片目的端口號*/
  Get_RJ45_Chip_Gobal_Port_Number(300);
  printf("3.讀取芯片目的端口號:%dn", Deice_Para_Handledef.gNetPort);
  /*讀取芯片Mac地址*/
  Get_RJ45_Chip_Mac_Addr(300);
  printf("4.讀取芯片Mac地址:%d.%d.%d.%dn", Deice_Para_Handledef.bMacAddr[0], Deice_Para_Handledef.bMacAddr[1], 
               Deice_Para_Handledef.bMacAddr[2], Deice_Para_Handledef.bMacAddr[3]);
  return 0 ;
}

在配置完畢以后獲取模塊配置參數(shù)，如果獲取到的模塊配置參數(shù)正確，接下來在網(wǎng)口連接正確的情況下即可以進入數(shù)據(jù)透傳模式，就是直接和服務(wù)器打交道了，實現(xiàn)如下：

/*進入數(shù)據(jù)透傳模式*/
uint8_t Enter_Data_Penetrate_Mode(void)
{
 /*失能配置模式*/
 Disable_RJ45_Config_Mode();
 /*使能DMA，清除數(shù)據(jù)包*/
 Enable_And_Clear_Data_Packet();
 /*開啟空閑中斷，此時接收的是TCP/IP協(xié)議收發(fā)的數(shù)據(jù)*/
  __HAL_UART_ENABLE_IT(UART_PORT, UART_IT_IDLE);
 Deice_Para_Config_Handledef.dataMode = 1 ;
 return 0 ;
}

首先需要將配置引腳拉高，然后使能DMA，開啟空閑中斷，然后在中斷服務(wù)函數(shù)處編寫空閑中斷處理邏輯：

/**
  * @brief This function handles USART3 global interrupt.
  */
void USART3_IRQHandler(void)
{
    /* USER CODE BEGIN USART3_IRQn 0 */
    if(RESET != __HAL_UART_GET_FLAG(&huart3, UART_FLAG_IDLE))
    {
        __HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart3);
        HAL_UART_DMAStop(&huart3);
        //如果支持RTOS,則數(shù)據(jù)接收完畢時發(fā)送信號量，否則發(fā)一個全局變量標志位
        #ifdef CMSIS_RTOS_SUPPORT
        osSemaphoreRelease(reciver_rj45_sem);
        #else
        RJ45r_Handler.BufferReady = 1 ;
        #endif
    }

    /* USER CODE END USART3_IRQn 0 */
    HAL_UART_IRQHandler(&huart3);
    /* USER CODE BEGIN USART3_IRQn 1 */

    /* USER CODE END USART3_IRQn 1 */
}

當串口觸發(fā)了空閑中斷，則表示一包數(shù)據(jù)已經(jīng)接收完了，這時候就可以將整包數(shù)據(jù)獲取出來，處理獲取數(shù)據(jù)的邏輯在main函數(shù)的while循環(huán)中實現(xiàn)：

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
    /* USER CODE BEGIN 1 */

    /* USER CODE END 1 */

    /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

    /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
    HAL_Init();

    /* USER CODE BEGIN Init */

    /* USER CODE END Init */

    /* Configure the system clock */
    SystemClock_Config();

    /* USER CODE BEGIN SysInit */

    /* USER CODE END SysInit */

    /* Initialize all configured peripherals */
    MX_GPIO_Init();
    MX_DMA_Init();
    MX_USART1_UART_Init();
    MX_USART3_UART_Init();
    /* USER CODE BEGIN 2 */
    printf("RJ45 dEMOn");
    /*配置模塊參數(shù)*/
    Config_RJ45_Module_Para();
    printf("rn");
    Read_Config_Para:
    /*獲取RJ45模塊參數(shù)*/
    Get_RJ45_Module_Config_Para();
    /*進入數(shù)據(jù)透傳模式*/
    Enter_Data_Penetrate_Mode();
    /* USER CODE END 2 */

    /* Infinite loop */
    /* USER CODE BEGIN WHILE */
    while (1)
    {
        /* USER CODE END WHILE */

        /* USER CODE BEGIN 3 */
        /*1.檢查與遠端服務(wù)器的連接狀況,返回1表示已連接服務(wù)器*/
        Deice_Para_Handledef.tcp_status = Check_TCP_Status();

        if(1 == Deice_Para_Handledef.tcp_status)
        {
            if(Count_LED_Timer > 500)
            {
                Count_LED_Timer = 0 ;
                HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin);
            }
        }
        else
        {
            if(Count_LED_Timer > 500)
            {
                Count_LED_Timer = 0 ;
                HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, GPIO_PIN_RESET);
            }
        }

        /*2.每1s透傳一次數(shù)據(jù)給服務(wù)器*/
        if(Count_Timer >= 10000)
        {
            Count_Timer = 0 ;
            printf("透傳數(shù)據(jù):n%sn", post_http_data);

            if(1 == Deice_Para_Handledef.tcp_status)
            {
                RJ45_Send_NetWork_Penetrate_Data(post_http_data);
                printf("服務(wù)器已連接,發(fā)送成功!n");
            }
            else
            {
                printf("服務(wù)器未連接,發(fā)送失敗!n");
            }
        }

        /*3.接收服務(wù)器下發(fā)的數(shù)據(jù)*/
        if(RJ45r_Handler.BufferReady)
        {
            RJ45r_Handler.BufferReady = 0 ;
            printf("接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù):n%sn", RJ45r_Handler.RJ45RxBuffer);
            /*退出透傳模式*/
            //Quit_Data_Penetrate_Mode();
            //goto Read_Config_Para ;
            memset(RJ45r_Handler.RJ45RxBuffer, 0, RJ45_RXBUFFER_SIZE);
            HAL_UART_Receive_DMA(UART_PORT, RJ45r_Handler.RJ45RxBuffer, RJ45_RXBUFFER_SIZE);
        }
    }

    /* USER CODE END 3 */
}

通過自己的服務(wù)器發(fā)送測試協(xié)議進行測試，由于這是我私人創(chuàng)建的設(shè)備，所以就不將設(shè)備ID和api-key公布出來了，結(jié)果如下：

之前寫過類似的文章，參考如下即可：

ESP8266實戰(zhàn)貼：使用HTTP POST請求上傳數(shù)據(jù)到公有云OneNet

上傳數(shù)據(jù)流展示：

4、項目開源地址

本節(jié)代碼已同步到碼云的代碼倉庫中,獲取方法如下：

碼云倉庫：

https://gitee.com/morixinguan/bear-pi/tree/master/24.RJ45_ETH-1

獲取項目方法：

git clone https://gitee.com/morixinguan/bear-pi.git

我還將之前做的一些項目以及練習(xí)例程在近期內(nèi)全部上傳完畢，與大家一起分享交流，如果有任何問題或者對該項目感興趣，歡迎加我微信：morixinguan一起交流學(xué)習(xí)。