使用Arduino开发ESP32（06）：Ethernet的使用（基于LAN8720）

目的

ESP32除了可以使用无线网络外还可以通过外接PHY模块来使用有线网络（Ethernet：以太网），本篇将介绍相关内容。

基本说明

接线定义

下面是ESP32与LAN8720间RMII PHY的连接定义，用于以太网通信，下面几个针脚必须按定义连接：

下面是ESP32与LAN8720间RMII PHY SMI的连接定义，用于ESP32读写LAN8720的寄存器，下面的针脚理论上可以连接到ESP32任何支持输出的针脚上：

使用步骤

1. 引用以太网库#include
;
2. 声明一个对象ETHClass myETH，默认的已经声明了一个名为ETH的对象；
3. 使用begin()方法启动以太网连接；

常用方法说明

• bool begin(uint8_t phy_addr, int power, int mdc, int mdio, eth_phy_type_t type, eth_clock_mode_t clock_mode)
  启用以太网连接，参数说明如下：
  phy_addr：LAN8720写0或1、TLK110写31；
  power：设置ESP32某管脚，该管脚可以用来管理LAN8720供电，使能时输出高电平，失能时为低电平，写-1则不使用；
  mdc：mdc管脚编号，写-1则不使用；
  mdio：mdio管脚编号，写-1则不使用；
  type：PHY类型，ETH_PHY_LAN8720或ETH_PHY_TLK110；
  clock_mode：时钟模式，可选值ETH_CLOCK_GPIO0_IN、ETH_CLOCK_GPIO0_OUT、ETH_CLOCK_GPIO16_OUT、ETH_CLOCK_GPIO17_OUT，详细介绍见后文；

  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  

• bool config(IPAddress local_ip, IPAddress gateway, IPAddress subnet, IPAddress dns1 = (uint32_t)0x00000000, IPAddress dns2 = (uint32_t)0x00000000)
  设置IP地址、网关地址、子网掩码、dns地址；
  
  
• const char * getHostname()
  获取主机名字；
  
  
• bool setHostname(const char * hostname)
  设置主机名字；
  
  
• bool fullDuplex()
  检查是否为全双工通讯；
  
  
• uint8_t linkSpeed()
  获取传输速度，单位Mbps；
  
  
• IPAddress localIP()
  获取IP地址；
  
  
• IPAddress subnetMask()
  获取子网掩码；
  
  
• IPAddress gatewayIP()
  获取网关地址；
  
  
• IPAddress dnsIP(uint8_t dns_no = 0)
  获取dns服务器地址；
  
  
• String macAddress()
  获取mac地址；
  
  

使用演示

数据通讯

使用下面代码进行以太网通讯演示：

#include  
     //引用以使用ETH #include  
      #define ETH_ADDR 1 #define ETH_POWER_PIN -1 #define ETH_MDC_PIN 23 #define ETH_MDIO_PIN 18 #define ETH_TYPE ETH_PHY_LAN8720 #define ETH_CLK_MODE ETH_CLOCK_GPIO17_OUT WiFiUDP Udp; //创建UDP对象 unsigned int localUdpPort = 2333; //本地端口号 void setup() { 
    Serial.begin(); Serial.println(); ETH.begin(ETH_ADDR, ETH_POWER_PIN, ETH_MDC_PIN, ETH_MDIO_PIN, ETH_TYPE, ETH_CLK_MODE); //启用ETH while(!((uint32_t)ETH.localIP())) //等待获取到IP { 
    } Serial.println("Connected"); Serial.print("IP Address:"); Serial.println(ETH.localIP()); Udp.begin(localUdpPort); //启用UDP监听以接收数据 } void loop() { 
    int packetSize = Udp.parsePacket(); //获取当前队首数据包长度 if (packetSize) //如果有数据可用 { 
    char buf[packetSize]; Udp.read(buf, packetSize); //读取当前包数据 Serial.println(); Serial.print("Received: "); Serial.println(buf); Serial.print("From IP: "); Serial.println(Udp.remoteIP()); Serial.print("From Port: "); Serial.println(Udp.remotePort()); Udp.beginPacket(Udp.remoteIP(), Udp.remotePort()); //准备发送数据 Udp.print("Received: "); //复制数据到发送缓存 Udp.write((const uint8_t*)buf, packetSize); //复制数据到发送缓存 Udp.endPacket(); //发送数据 } } 

上面例子中启用以太网等待获取到IP，然后用UDP进行了通讯测试；

事件响应

使用下面代码进行以太网事件演示：

#include  
     //引用以使用ETH #define ETH_ADDR 1 #define ETH_POWER_PIN -1 #define ETH_MDC_PIN 23 #define ETH_MDIO_PIN 18 #define ETH_TYPE ETH_PHY_LAN8720 #define ETH_CLK_MODE ETH_CLOCK_GPIO17_OUT void printETHInfo(void) //打印基本信息 { 
    Serial.print("ETH MAC: "); Serial.print(ETH.macAddress()); Serial.print(", IPv4: "); Serial.print(ETH.localIP()); if (ETH.fullDuplex()) { 
    Serial.print(", FULL_DUPLEX"); } Serial.print(", "); Serial.print(ETH.linkSpeed()); Serial.println("Mbps"); } void WiFiEvent(WiFiEvent_t event) { 
    switch (event) { 
    case SYSTEM_EVENT_ETH_START: //启动ETH成功 Serial.println("ETH Started"); break; case SYSTEM_EVENT_ETH_CONNECTED: //接入网络 Serial.println("ETH Connected"); break; case SYSTEM_EVENT_ETH_GOT_IP: //获得IP Serial.println("ETH GOT IP"); printETHInfo(); break; case SYSTEM_EVENT_ETH_DISCONNECTED: //失去连接 Serial.println("ETH Disconnected"); break; case SYSTEM_EVENT_ETH_STOP: //关闭 Serial.println("ETH Stopped"); break; default: break; } } void setup() { 
    Serial.begin(); Serial.println(); WiFi.onEvent(WiFiEvent); //注册事件 ETH.begin(ETH_ADDR, ETH_POWER_PIN, ETH_MDC_PIN, ETH_MDIO_PIN, ETH_TYPE, ETH_CLK_MODE); //启用ETH } void loop() { 
    delay(10000); esp_eth_disable(); //关闭eth } 

上面演示时在获取到IP地址后我将网线拔了，手动触发了SYSTEM_EVENT_ETH_DISCONNECTED事件；
有事件的话其实上个例子中while(!((uint32_t)ETH.localIP())){} //等待获取到IP这句就可以用事件来处理了；

其他说明

PHY地址

PHY地址LAN8720写0或1、TLK110写31，LAN8720使用0还是1由芯片复位时RXER引脚电平决定，当该引脚接下拉电阻或者浮空（芯片内部下拉）时，地址就为0，当引脚接上拉电阻时地址为1；
上文使用的模块电路中RXER脚外接了上拉电阻，所以地址写1；

时钟

理论上LAN8720和ESP32需要有同一个时钟源用于以太网通讯，ESP32提供了四种方式来处理时钟：

通讯应用

除UDP外，Ethernet也可以使用WiFiClient和WiFiServer等通讯功能；

总结