沁恒 CH32V208: CH32V208 网络DHCP示例代码分析
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了沁恒 CH32V208: CH32V208 网络DHCP示例代码分析相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
目录
- 沁恒 CH32V208(一): CH32V208WBU6 评估板上手报告和Win10环境配置
- 沁恒 CH32V208(二): CH32V208的储存结构, 启动模式和时钟
- 沁恒 CH32V208(三): CH32V208 Ubuntu22.04 Makefile VSCode环境配置
- 沁恒 CH32V208(四): CH32V208 网络DHCP示例代码分析
硬件部分
- CH32V208WBU6 评估板
- WCH-LinkE 或 WCH-Link
硬件环境前面几节相同, 不再详细说明. 本节网络测试需要准备支持DHCP的有线网口, 五类/六类网线.
软件部分
本节以沁恒的网络示例项目为例进行说明.
示例代码位于 CH32V20xEVT 压缩包的 EVT/EXAM/ETH/DHCP 目录.
对应 GCC 环境的项目代码位于 https://github.com/IOsetting/ch32v208-template/tree/main/Examples/ETH/DHCP
编译和烧录
这里只介绍 GCC & Makefile 环境的编译和烧录. 参考上一节进行 GCC 环境的配置
- 修改 Makefile 中的
USE_NET_LIB选项, 设置为USE_NET_LIB ?= y, 打开这个选项, 在编译时会包含 NetLib 库 - 清空 User 目录, 将 Examples/ETH/DHCP 目录下的文件复制到 User 目录, 运行
make编译项目 - 连接好 WCH-Link 和 CH32V208 评估板, 运行
make flash烧录
运行示例
除了使用评估板的网口连接网线, 还需要将评估板的串口输出连接到 WCH-Link, 在PC端使用串口工具, 波特率115200打开 /dev/ttyACM0 观察输出
启动阶段会打印系统时钟, MAC地址
22:02:27.934 DHCP Test
SystemClk:120000000
net version:15
mac addr:38 3b 26 88 3f 30
22:02:28.037 WCHNET_LibInit Success
接入网线后, 会提示
22:02:29.693 PHY Link Success
等待几秒DHCP获得IP后, 显示网络信息
22:02:33.934 DHCP Success
IPAddr = 192.168.1.222
GWIPAddr = 192.168.1.1
IPAddr = 255.255.255.0
DNS1: 192.168.1.1
DNS2: 0.0.0.0
WCH22:02:33.938 NET_SocketCreat 0
此时, 通过PC端可以 ping 通这个IP地址.
代码分析
网络库 NetLib
实现部分是闭源的, 沁恒只提供了一部分外部调用的接口. 结构如下
NetLib
├── eth_driver.c
├── eth_driver.h
├── libwchnet.a
└── wchnet.h
对于用户的项目, 还需要外加一个 net_config.h 文件, 用于定义网络配置.
工作机制
流程图
流程说明
如上图所示, main 函数中的网络功能主要是两个入口, 一个是 TIM2 的初始化, 给 NetLib 提供系统 tick, 另一个是 ETH_LibInit 之后的主循环
int main(void)
u8 i;
Delay_Init();
USART_Printf_Init(115200); // 串口初始化
printf("DHCP Test\\r\\n");
printf("SystemClk:%ld\\r\\n",SystemCoreClock);
printf("net version:%x\\n",WCHNET_GetVer());
if( WCHNET_LIB_VER != WCHNET_GetVer() )
printf("version error.\\n"); // 检查 wchnet.h 的版本(WCHNET_LIB_VER)和 libwchnet.a 中的版本是否一致
WCHNET_GetMacAddr(MACAddr); // 从芯片内部FLASH读取MAC地址, 芯片自带MAC地址
printf("mac addr:");
for(i = 0; i < 6; i++)
printf("%x ",MACAddr[i]);
printf("\\n");
// 以上都是显示内容, 和网络功能DHCP没什么关系, 以下是必须的步骤
TIM2_Init(); // 初始化 TIM2, 用于每隔10ms调用 WCHNET_TimeIsr(WCHNETTIMERPERIOD), LocalTime增长
WCHNET_DHCPSetHostname("WCHNET"); // 设置本机 host name, 用于DHCP
i = ETH_LibInit(IPAddr, GWIPAddr, IPMask, MACAddr); // 初始化 Netlib
mStopIfError(i); // 检查初始化是否成功
if(i == WCHNET_ERR_SUCCESS)
printf("WCHNET_LibInit Success\\r\\n");
WCHNET_DHCPStart(WCHNET_DHCPCallBack); // 启动 DHCP
while(1)
WCHNET_MainTask(); // 需要重复执行的网络任务
if(WCHNET_QueryGlobalInt()) // 如果存在网络中断, 调用网络中断处理函数
WCHNET_HandleGlobalInt();
NetLib 的系统 Tick
首先是创建一个间隔10ms的定时器
void TIM2_Init(void)
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure = 0;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = SystemCoreClock / 1000000 - 1;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = WCHNETTIMERPERIOD * 1000 - 1;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
NVIC_SetPriority(TIM2_IRQn, 0x80);
NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);
在中断中调用 WCHNET_TimeIsr(WCHNETTIMERPERIOD)
void TIM2_IRQHandler(void)
WCHNET_TimeIsr(WCHNETTIMERPERIOD);
TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
在 eth_driver.c 中有这个函数的定义, LocalTime是一个递增的32位时间戳, 作用类似于 SysTick, 用于函数进行时间判断
void WCHNET_TimeIsr( uint16_t timperiod )
LocalTime += timperiod;
不能确定在 libwchnet 中是否用到 LocalTime, 能观察到使用这个 LocalTime 只有一处代码, 用于PHY每隔50ms一次检查Link状态
void WCHNET_HandlePhyNegotiation(void)
if( !phyStatus ) /* Handling PHY Negotiation Exceptions */
if(phyLinkTime > LocalTime)
phyLinkTime = LocalTime;
if( LocalTime - phyLinkTime >= PHY_LINK_TASK_PERIOD ) /* 50ms cycle timing call */
phyLinkTime = LocalTime;
WCHNET_LinkProcess( );
NetLib 的初始化和 DHCP 流程
ETH_LibInit 是 Netlib 的初始化函数, 在函数中
- 通过
_WCH_CFG结构体设置发送缓冲区大小, TCP_MSS大小，ARP Table 大小, 以及网口灯对应的GPIO - 初始化 NetLib
- 初始化并启动 ETH
uint8_t ETH_LibInit( uint8_t *ip, uint8_t *gwip, uint8_t *mask, uint8_t *macaddr )
uint8_t s;
struct _WCH_CFG cfg;
memset(&cfg,0,sizeof(cfg));
cfg.TxBufSize = ETH_TX_BUF_SZE;
cfg.TCPMss = WCHNET_TCP_MSS;
cfg.HeapSize = WCHNET_MEM_HEAP_SIZE;
cfg.ARPTableNum = WCHNET_NUM_ARP_TABLE;
cfg.MiscConfig0 = WCHNET_MISC_CONFIG0;
cfg.MiscConfig1 = WCHNET_MISC_CONFIG1;
cfg.led_link = ETH_LedLinkSet;
cfg.led_data = ETH_LedDataSet;
cfg.net_send = ETH_TxPktChainMode;
cfg.CheckValid = WCHNET_CFG_VALID;
s = WCHNET_ConfigLIB(&cfg); // NetLib参数设置, 闭源方法
if(s)
return (s);
s = WCHNET_Init(ip,gwip,mask,macaddr); // 初始化 NetLib, 闭源方法
ETH_Init(macaddr); // ETH发送与接收的DMA设置, ETH中断初始化, 启动ETH
return (s);
DHCP 的启动方法 WCHNET_DHCPStart 是闭源的, 通过这个方法启动 DHCP, 其参数是一个回调函数, 用于 DHCP 结束(成功或失败)时回调
uint8_t WCHNET_DHCPStart( dhcp_callback dhcp );
示例项目中的回调函数实现, 入参 arg 指针指向一片数据, 包含DHCP获取的IP地址, 网关地址, IP掩码等.
u8 WCHNET_DHCPCallBack(u8 status, void *arg)
u8 *p;
u8 tmp[4] = 0, 0, 0, 0;
if(!status) // status = 0 表示成功
p = arg;
printf("DHCP Success\\r\\n");
if(!memcmp(IPAddr, p ,sizeof(IPAddr))) // 检查输入的IP与当前IP是否相同(结果为0, 要加!), 无变化则直接返回
return READY;
if(memcmp(IPAddr, tmp ,sizeof(IPAddr))) // 当前的IP是否已经设置(不等于0.0.0.0, 不为0), 说明IP产生了变化, 需要关闭当前 Socket
WCHNET_SocketClose(SocketId, TCP_CLOSE_NORMAL); // 关闭 Socket, 闭源方法
memcpy(IPAddr, p, 4); // 从入参中读取 IP, 网关, 掩码
memcpy(GWIPAddr, &p[4], 4);
memcpy(IPMask, &p[8], 4);
printf("IPAddr = %d.%d.%d.%d \\r\\n", (u16)IPAddr[0], (u16)IPAddr[1],
(u16)IPAddr[2], (u16)IPAddr[3]);
printf("GWIPAddr = %d.%d.%d.%d \\r\\n", (u16)GWIPAddr[0], (u16)GWIPAddr[1],
(u16)GWIPAddr[2], (u16)GWIPAddr[3]);
printf("IPAddr = %d.%d.%d.%d \\r\\n", (u16)IPMask[0], (u16)IPMask[1],
(u16)IPMask[2], (u16)IPMask[3]);
printf("DNS1: %d.%d.%d.%d \\r\\n", p[12], p[13], p[14], p[15]);
printf("DNS2: %d.%d.%d.%d \\r\\n", p[16], p[17], p[18], p[19]);
WCHNET_CreateTcpSocket(); // 创建 TCP Socket 并连接
return READY;
else
printf("DHCP Fail %02x \\r\\n", status);
if(memcmp(IPAddr, tmp ,sizeof(IPAddr))) // 对于失败的状态, 如果IP已经设置, 说明之前成功过, 需要关闭当前 Socket
/*The obtained IP is different from the last value*/
WCHNET_SocketClose(SocketId, TCP_CLOSE_NORMAL); // 关闭 Socket, 闭源方法
return NoREADY;
DHCP 获取IP成功后调用的 WCHNET_CreateTcpSocket() 函数. 这个函数用于创建Socket建立目标IP的连接
void WCHNET_CreateTcpSocket(void)
u8 i;
SOCK_INF TmpSocketInf;
memset((void *) &TmpSocketInf, 0, sizeof(SOCK_INF));
memcpy((void *) TmpSocketInf.IPAddr, DESIP, 4);
TmpSocketInf.DesPort = desport;
TmpSocketInf.SourPort = srcport++;
TmpSocketInf.ProtoType = PROTO_TYPE_TCP;
TmpSocketInf.RecvBufLen = RECE_BUF_LEN;
i = WCHNET_SocketCreat(&SocketId, &TmpSocketInf); // 创建 Socket, 闭源方法
printf("WCHNET_SocketCreat %d\\r\\n", SocketId);
mStopIfError(i);
i = WCHNET_SocketConnect(SocketId); // 创建连接, 闭源方法
mStopIfError(i);
主循环
NetLib 初始化结束后, 在主循环中的处理
WCHNET_MainTask(); // 处理数据输入, 协议栈定时任务, 检查PHY Link状态
if(WCHNET_QueryGlobalInt()) // 查询全局中断状态, 闭源方法
WCHNET_HandleGlobalInt();
其中 WCHNET_MainTask 的定义
void WCHNET_MainTask(void)
WCHNET_NetInput( ); /* Ethernet data input */
WCHNET_PeriodicHandle( ); /* Protocol stack time-related task processing */
WCHNET_HandlePhyNegotiation( );
- 前两个都是闭源方法, WCHNET_NetInput()处理数据输入, WCHNET_PeriodicHandle()处理协议栈定时任务.
- WCHNET_HandlePhyNegotiation() 就是前面提到的每隔50ms的定时任务, 用于PHY每隔50秒一次检查Link状态
最后是 WCHNET_HandleGlobalInt() 方法, 根据中断类型, 分别处理
void WCHNET_HandleGlobalInt(void)
u8 intstat;
u16 i;
u8 socketint;
intstat = WCHNET_GetGlobalInt(); // 读取全境中断状态
if (intstat & GINT_STAT_UNREACH) // Unreachable (无法到达)中断
printf("GINT_STAT_UNREACH\\r\\n");
if (intstat & GINT_STAT_IP_CONFLI) // IP冲突中断
printf("GINT_STAT_IP_CONFLI\\r\\n");
if (intstat & GINT_STAT_PHY_CHANGE) // PHY连接状态变化中断
i = WCHNET_GetPHYStatus(); // 读取新状态, 闭源方法
if (i & PHY_Linked_Status)
printf("PHY Link Success\\r\\n");
if (intstat & GINT_STAT_SOCKET) // Socket相关中断
for (i = 0; i < WCHNET_MAX_SOCKET_NUM; i++)
socketint = WCHNET_GetSocketInt(i); // 轮询各个Socket中断状态, 如果存在中断则处理
if (socketint)
WCHNET_HandleSockInt(i, socketint); // 处理 Socket 的 接收, 连接, 断开, 超时 事件
以上是对CH32V20xEVT 网络DHCP示例代码的分析. 详细的NetLib函数说明在 CH32V20xEVT.ZIP 的 EVT/EXAM/ETH 目录下.
沁恒RISC-V MCU 为全国大学生智能汽车竞赛加速
第十八届（2023年）全国大学生智能汽车竞赛规则已发布，沁恒微电子很荣幸继续为大赛提供赞助。其中电能接力组限定使用沁恒微电子的MCU作为主控，单车越野组和完全模型组也可以选择使用沁恒微电子的单片机。为更好的支持广大高校的同学们参赛，沁恒在为大赛提供经费赞助支持的同时，还为各参赛高校准备了免费样片CH32V307和免费调试器WCH-LinkE供大家申请。
沁恒专注于连接技术和MCU内核研究，基于底层IP研发+芯片设计+底层共性软件开发的全栈研发模式，以自研的处理器IP和收发器IP模块为主，整合构建USB、以太网、蓝牙等接口芯片，及连接型/互联型/无线型全栈MCU+单片机。
一、样片申请
为更好的支持同学们参与全国大学生智能汽车竞赛，沁恒微电子为每所参赛学校免费提供2个WCH-LinkE调试器、20片CH32V307VCT6芯片，并委托合作伙伴“逐飞科技”为大家发放。
- 申请说明：以学校为单位，开具申请函并加盖学校或二级学院公章，点击链接填写申请即可。申请截止日期为2022年5月30日。自发布日起，每周进行一次申请审核和汇总，收到审核通过邮件后，请联系逐飞科技淘宝客服（seekfree.taobao.com），进行免费芯片发放。
- 发货时间：2022年3月开始，根据申请先后陆续发货，详细进度可在审核通过后咨询逐飞科技淘宝客服（seekfree.taobao.com）。
二、下载调试器WCH-LinkE
CH32V307在开发调试过程中，需要使用沁恒专用的下载调试器WCH-Link或WCH-LinkE，本次免费提供的WCH-LinkE，速度更快，该款调试器既可用于沁恒RISC-V内核 MCU调试，也可用于Cortex内核MCU调试，切换模式即可。第十八届电能接力组、智能视觉组、越野单车组、完全模型组都可以使用这款调试工具进行程序下载和调试。
考虑到今年限定沁恒芯片的组别是电能接力组，需要同时调试两辆小车，沁恒为每个参赛学校免费提供2个WCH-LinkE。如仍然不够用，参赛学生可自行制作或联系逐飞科技购买。
三、集成开发环境IDE
沁恒RISC-V系列MCU推荐的的编译开发环境为MounRiver Studio(MRS)，是一款基于Eclipse GNU版本开发，面向RISC-V、ARM等内核MCU的集成开发环境，提供专业嵌入式项目所需的开发、调试、烧录以及项目管理等功能。
-
MounRiver Studio(MRS)下载链接：<http://www.mounriver.com/ >
▲ 图3.1 也可扫描二维码进入申请页面
四、技术支持
为了更好的服务参赛同学，便于同学们进行技术交流，快速上手RISC-V架构MCU，沁恒将联合逐飞科技为同学们提供技术支持。随后也与逐飞开展更深入的合作，邀请逐飞围绕CH32V307制作核心板、开发板及对应的学习教程及视频教程；同时，根据第十八届大赛的需求，沁恒将委托合作伙伴逐飞制作基于沁恒MCU的无线充电开源项目和无刷电机驱动开源项目，以便于同学们获得更多的沁恒MCU学习资料。
沁恒和逐飞为智能车竞赛参赛学生开设了专门的QQ群作为学习交流平台，参赛队伍可在其中进行提问与讨论，沁恒和逐飞科技的技术支持团队将会进行答疑与分享。最后预祝同学们在第十八届全国大学生智能汽车竞赛中赛出速度，赛出风格。
▲ 图4.1
- QQ群号：700507120
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