M0+MAC+TCP/IP 以太网单芯片方案 W7500EVB用户手册连载（2）--实战篇

WSGustin · 发表于 2018-2-26 11:19:21

W7500（W7500P）芯片简介：
W7500 芯片为工业级以太网单芯片解决方案，集成 ARM Cortex-M0,128KB Flash 及全硬件TCP/IP 核（和W5500、W5100内核一致），特别适用于物联网领域。使用 W7500EVB，让您轻松完成原型开发。
全硬件TCP/IP核的最大优点是他在执行联网操作时不需要占用MCU的运行资源，大大增加了MCU的工作效率。

本篇将从W7500最简单的外设说起。每一个实例都配有详细的代码及解释，手把手教你如何使用W7500EVB的各种外设，通过本篇的学习，希望大家能学会W7500EVB绝大部分外设的使用。

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WSGustin · 发表于 2018-2-26 11:27:45

第三章 RGB LED试验

W7500 最简单的外设莫过于 IO 口的高低电平控制了，本章将通过一个经典的跑马灯程序，带大家开启 W7500EVB 之旅，通过本章的学习，将了解到W7500的 IO 口作为输出使用的方法。在本章中，我们将通过代码控制W7500EVB 开发板上的RGBLED：红绿蓝交替闪烁。
本章分为如下四个小节：
3.1 W7500 IO 口简介
3.2 硬件设计
3.3 软件设计
3.4 下载验证

3.1 W7500 IO 口简介

本章将要实现的是控制 W7500EVB 开发板上的RGB LED 实现一个跑马灯的效果，该实验的关键在于如何控制W7500 的 IO口输出。了解了W7500的 IO 口是如何输出的，就可以实现跑马灯了。通过这一章的学习，将初步掌握W7500基本 IO 口的使用，这是迈向W7500的第一步。

W7500 的 IO 口可以由软件配置成如下 3 种模式
1. 输入模式
2. 输出模式
3. 复用功能模式

每个 IO口可以自由编程，都有各自的输出使能位和清除输出使能位以及其它复用功能的选择。

下面我们来看一下GPIO的初始化，我们可以调用GPIO_Init函数来进行初始化。
[mw_shl_code=c,true]void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)；[/mw_shl_code]

GPIO_Init函数有两个参数，第一个参数GPIOx是用来指定 GPIO，取值范围为 GPIOA~GPIOD。第二个参数GPIO_InitStruct是初始化参数结构体指针，结构体类型为GPIO_InitTypeDef。下面来看看这个结构体的定义。

[mw_shl_code=applescript,true]typedef struct
{
uint32_t GPIO_Pin;
GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode;
GPIOPad_TypeDef GPIO_Pad;
}GPIO_InitTypeDef;
[/mw_shl_code]
这里我们通过初始化一个GPIO来讲解这个结构体成员变量的含义。
初始化GPIO的常用格式是。

[mw_shl_code=c,true]GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
PAD_AFConfig(PAD_PC, GPIO_Pin_5, PAD_AF1);
[/mw_shl_code]

上面代码的意思是设置GPIOC的第5个IO口为输出模式。从上面初始化代码可以看出，结构体GPIO_InitStructure 的第一个成员变量GPIO_Pin 用来设置是要初始化哪个或者哪些 IO口；第二个成员变量 GPIO_Mode 是用来设置对应 IO 口的输出输入模式，这些模式是上面我们讲解的3个模式，在 W7500x_gpio.h中是通过一个枚举类型定义的。

[mw_shl_code=c,true]typedef enum
{
GPIO_Mode_IN = 0x00,
GPIO_Mode_OUT = 0x01,
GPIO_Mode_AF = 0x02
}GPIOMode_TypeDef;
[/mw_shl_code]

如果想知道某个IO口的电平状态，可以读取DATA寄存器的某个位的状态就可以了。在固件库中操作DATA寄存器读取IO口数据，是通过GPIO_ReadInputDataBit函数实现的，使用起来是比较简单的：

[mw_shl_code=c,true]uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)；[/mw_shl_code]

比如我要读GPIOC_5 的电平状态，那么方法是。

[mw_shl_code=c,true]GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, GPIO_PIN_5)；[/mw_shl_code]

返回值是1(Bit_SET)或者0(Bit_RESET);

如果想要某个IO口输出高电平状态或低电平状态，只要设置GPIO字节屏蔽访问寄存器的某个位就可以了。使用起来也是比较简单的。在固件库中操作GPIO字节屏蔽访问寄存器设置IO口，是通过GPIO_SetBits函数或者GPIO_ResetBits函数。

[mw_shl_code=c,true]void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)；
void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)；
[/mw_shl_code]

如果我要将GPIOC_5 的电平状态拉高，那么方法是：

[mw_shl_code=applescript,true]GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_5)；[/mw_shl_code]

如果我要将GPIOC_5 的电平状态拉低，那么方法是：

[mw_shl_code=c,true]GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_5)；[/mw_shl_code]

如果想要使用某个IO口的备用功能，只要设置功能引脚备用功能选择寄存器（AFR）就可以了。在固件库中操作该寄存器的设置的PAD_AFConfig函数：

[mw_shl_code=c,true]void PAD_AFConfig(PAD_Type Px, uint16_t GPIO_Pin, PAD_AF_TypeDef P_AF)；[/mw_shl_code]

		功能选择寄存器值
		00（复位值）	01	10	11
功能引脚	PIN	Normal Function	2nd Function	3rd Function	4th Function
PA_00	29	GPIOA_0	GPIOA_0	PWM6/CAP6
PA_01	30	GPIOA_1	GPIOA_1	PWM7/CAP7
PA_02	31	GPIOA_2	GPIOA_2	CLKOUT
PA_03	49	SWCLK	GPIOA_3
PA_04	50	SWDIO	GPIOA_4
PA_05	33	SSEL0	GPIOA_5	SCL1	PWM2/CAP2
PA_06	34	SCLK0	GPIOA_6	SDA1	PWM3/CAP3
PA_07	35	MISO0	GPIOA_7	U_CTS1	PWM4/CAP4
PA_08	36	MOSI0	GPIOA_8	U_RTS1	PWM5/CAP5
PA_09	37	SCL0	GPIOA_9	U_TXD1	PWM6/CAP6
PA_10	38	SDA0	GPIOA_10	U_RXD1	PWM7/CAP7
PA_11	40	U_CTS0	GPIOA_11	SSEL1
PA_12	41	U_RTS0	GPIOA_12	SCLK1
PA_13	42	U_TXD0	GPIOA_13	MISO1
PA_14	43	U_RXD0	GPIOA_14	MOSI1
PA_15	44	GPIOA_15	GPIOA_15
PB_00	45	SSEL1	GPIOB_0	U_CTS0
PB_01	46	SCLK1	GPIOB_1	U_RTS0
PB_02	47	MISO1	GPIOB_2	U_TXD0
PB_03	48	MOSI1	GPIOB_3	U_RXD0
PB_04	24	TXEN	GPIOB_4
PB_05	25	COL	GPIOB_5
PB_06	16	RXD3	GPIOB_6
PB_07	17	RXCLK	GPIOB_7
PB_08	18	DUP	GPIOB_8
PB_09	19	TXCLK	GPIOB_9
PB_10	20	TXD0	GPIOB_10
PB_11	21	TXD1	GPIOB_11
PB_12	22	TXD2	GPIOB_12
PB_13	23	TXD3	GPIOB_13
PB_14	26		GPIOB_14
PB_15	27		GPIOB_15

WSGustin · 发表于 2018-2-26 11:32:23

PC_00	53	U_CTS1	GPIOC_0	PWM0/CAP0
PC_01	54	U_RTS1	GPIOC_1	PWM1/CAP1
PC_02	55	U_TXD1	GPIOC_2	PWM2/CAP2
PC_03	56	U_RXD1	GPIOC_3	PWM3/CAP3
PC_04	57	SCL1	GPIOC_4	PWM4/CAP4
PC_05	58	SDA1	GPIOC_5	PWM5/CAP5
PC_06	51	GPIOC_6	GPIOC_6	U_TXD2
PC_07	52	GPIOC_7	GPIOC_7	U_RXD2
PC_08	1	PWM0/CAP0	GPIOC_8	SCL0	AIN7
PC_09	2	PWM1/CAP1	GPIOC_9	SDA0	AIN6
PC_10	3	U_TXD2	GPIOC_10	PWM2/CAP2	AIN5
PC_11	4	U_RXD2	GPIOC_11	PWM3/CAP3	AIN4
PC_12	5	AIN3	GPIOC_12	SSEL0	AIN3
PC_13	6	AIN2	GPIOC_13	SCLK0	AIN2
PC_14	7	AIN1	GPIOC_14	MISO0	AIN1
PC_15	8	AIN0	GPIOC_15	MOSI0	AIN0
PD_00	11	CRS	GPIOD_0
PD_01	12	RXDV	GPIOD_1
PD_02	13	RXD0	GPIOD_2
PD_03	14	RXD1	GPIOD_3
PD_04	15	RXD2	GPIOD_4

比如我要将GPIOC_5 的工作模式设置成GPIO模式我们可以对照上面的表格来设置。

[mw_shl_code=c,true]PAD_AFConfig(PAD_PC, GPIO_PIN_5, PAD_AF1)；[/mw_shl_code]

3.2 硬件设计

本章用到的硬件只有RGB LED。其电路在W7500 开发板上默认是已经连接好了的。LEDR 接 PA3，LEDG接 PC5，LEDB接PA4。所以在硬件上不需要动任何东西，如图3.2.1所示：

新建 Kankan JPEG 图像 (2).JPG

图3.2.1 W7500EVB EGBLED原理图

3.3 软件设计在W7500EVB RGB LED工程里可，我们引入了 bsp_gpio.c 文件以及头文件bsp_gpio.h。
下面我们首先打开bsp_gpio.c 文件，代码如下：

[mw_shl_code=c,true]void LED_Configuration(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

  /* GPIO Configuration for red LED */
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;          // Connecting GPIO_Pin_8(LED(R))
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT; // Set to GPIO Mode to Output Port
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
  PAD_AFConfig(PAD_PA, GPIO_Pin_4, PAD_AF1);    // PAD Config - LED used 2nd Function

  /* GPIO Configuration for green LED */
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;          // Connecting GPIO_Pin_9(LED(B))
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT; // Set to GPIO Mode to Output Port
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
  PAD_AFConfig(PAD_PA, GPIO_Pin_3, PAD_AF1);    // PAD Config - LED used 2nd Function

  /* GPIO Configuration for blove LED */
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;          // Connecting GPIO_Pin_5(LED(G))
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT; // Set to GPIO Mode to Output Port
  GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
  PAD_AFConfig(PAD_PC, GPIO_Pin_5 , PAD_AF1);    // PAD Config - LED used 2nd Function

  LEDR_H;
  LEDG_H;
  LEDB_H;
}
[/mw_shl_code]
LEDR_H，LEDG_H和LEDB_H定义在bsp_gpio.h中：

[mw_shl_code=c,true]#define LEDR_H GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4)
#define LEDR_L GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4)

#define LEDG_H GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_5)
#define LEDG_L GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_5)

#define LEDB_H GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_3)
#define LEDB_L GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_3)
[/mw_shl_code]

该代码里面中的void LED_Configuration(void)函数就是用来配置 PA3、PA4和PC5 引脚作为输出模式。

在看看我们的main.c文件里的代码：
[mw_shl_code=c,true]int main()
{
  SystemInit();      /* 系统内部时钟初始化 */
  delay_init(); /* 系统滴答时钟配置*/
  LED_Configuration();

/*------------------------------------------------------------------------------------------------
  |  炜世科技—WIZnet W7500官方代理商，全程技术支持，价格绝对优势！ |
  -------------------------------------------------------------------------------------------------*/

  while(1)
  {
LEDR_L;
LEDG_H;
LEDB_H;
delay_ms(500);
LEDR_H;
LEDG_L;
LEDB_H;
delay_ms(500);
LEDR_H;
LEDG_H;
LEDB_L;
delay_ms(500);
  }
}
[/mw_shl_code]
3.4 下载验证

程序成功下载到W7500EVB 开发板上之后，我们可以看到RGBLED灯的红绿蓝交替闪烁，如图3.4.1所示：

新建 Kankan JPEG 图像.JPG

图3.4.1 实验结果

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