Funpack3-5基于Teensy 4.1以太网控制LED灯

内容介绍

一、项目描述

本项目完成了Funpack3-5活动的任务1：点灯！从板子的以太网排针处引出接口，并通过网口通信，控制板子上的LED灯

选择的是板卡二：Teensy 4.1，Teensy 4.1是一款基于NXP的i.MX RT1062高性能微控制器的开发板，主频可达600 MHz。拥有丰富的I/O接口，扩展出多达42个数字I/O引脚、18个模拟输入引脚和多种通信接口（如SPI、I2C、UART等）。Teensy 4.1支持USB主机和设备模式，并配备了SD卡插槽和额外RAM和ROM扩展焊盘，适合于需要高处理速度和实时性能的项目，如音频处理、图像分析以及机器人控制等应用。其兼容Arduino开发环境，方便开发者快速上手。板子使用以太网功能只需要利用网络扩展模块连接网线即可。

二、软件流程图及各功能对应的主要代码片段及说明

本项目基于Mongoose，Mongoose 是一款嵌入式 Web 服务器库，具有跨平台、轻量级、支持多种网络协议、稳定可靠等特点，官方提供低代码可视化配置工具Mongoose Wizard用于构建Web UI和REST API应用。

以太网初始化：

// initialize the ethernet hardware
void ethernet_init(void) {
  CCM_CCGR1 |= CCM_CCGR1_ENET(CCM_CCGR_ON);
  // configure PLL6 for 50 MHz, pg 1173
  CCM_ANALOG_PLL_ENET_CLR =
      CCM_ANALOG_PLL_ENET_POWERDOWN | CCM_ANALOG_PLL_ENET_BYPASS | 0x0F;
  CCM_ANALOG_PLL_ENET_SET = CCM_ANALOG_PLL_ENET_ENABLE |
                            CCM_ANALOG_PLL_ENET_BYPASS
                            /*| CCM_ANALOG_PLL_ENET_ENET2_REF_EN*/
                            | CCM_ANALOG_PLL_ENET_ENET_25M_REF_EN
                            /*| CCM_ANALOG_PLL_ENET_ENET2_DIV_SELECT(1)*/
                            | CCM_ANALOG_PLL_ENET_DIV_SELECT(1);
  while (!(CCM_ANALOG_PLL_ENET & CCM_ANALOG_PLL_ENET_LOCK))
    ;  // wait for PLL lock
  CCM_ANALOG_PLL_ENET_CLR = CCM_ANALOG_PLL_ENET_BYPASS;
  // configure REFCLK to be driven as output by PLL6, pg 326

  CLRSET(IOMUXC_GPR_GPR1,
         IOMUXC_GPR_GPR1_ENET1_CLK_SEL | IOMUXC_GPR_GPR1_ENET_IPG_CLK_S_EN,
         IOMUXC_GPR_GPR1_ENET1_TX_CLK_DIR);

  // Configure pins
  IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO_B0_14 = 5;  // Reset   B0_14 Alt5 GPIO7.15
  IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO_B0_15 = 5;  // Power   B0_15 Alt5 GPIO7.14
  GPIO7_GDIR |= (1 << 14) | (1 << 15);
  GPIO7_DR_SET = (1 << 15);                                    // Power on
  GPIO7_DR_CLEAR = (1 << 14);                                  // Reset PHY chip
  IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO_B1_04 = RMII_PAD_INPUT_PULLDOWN;  // PhyAdd[0] = 0
  IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO_B1_06 = RMII_PAD_INPUT_PULLDOWN;  // PhyAdd[1] = 1
  IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO_B1_05 = RMII_PAD_INPUT_PULLUP;    // Slave mode
  IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO_B1_11 = RMII_PAD_INPUT_PULLDOWN;  // Auto MDIX
  IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO_B1_07 = RMII_PAD_INPUT_PULLUP;
  IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO_B1_08 = RMII_PAD_INPUT_PULLUP;
  IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO_B1_09 = RMII_PAD_INPUT_PULLUP;
  IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO_B1_10 = RMII_PAD_CLOCK;
  IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO_B1_05 = 3;         // RXD1    B1_05 Alt3, pg 525
  IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO_B1_04 = 3;         // RXD0    B1_04 Alt3, pg 524
  IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO_B1_10 = 6 | 0x10;  // REFCLK  B1_10 Alt6, pg 530
  IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO_B1_11 = 3;         // RXER    B1_11 Alt3, pg 531
  IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO_B1_06 = 3;         // RXEN    B1_06 Alt3, pg 526
  IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO_B1_09 = 3;         // TXEN    B1_09 Alt3, pg 529
  IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO_B1_07 = 3;         // TXD0    B1_07 Alt3, pg 527
  IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO_B1_08 = 3;         // TXD1    B1_08 Alt3, pg 528
  IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO_B1_15 = 0;         // MDIO    B1_15 Alt0, pg 535
  IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO_B1_14 = 0;         // MDC     B1_14 Alt0, pg 534
  IOMUXC_ENET_MDIO_SELECT_INPUT = 2;            // GPIO_B1_15_ALT0, pg 792
  IOMUXC_ENET0_RXDATA_SELECT_INPUT = 1;         // GPIO_B1_04_ALT3, pg 792
  IOMUXC_ENET1_RXDATA_SELECT_INPUT = 1;         // GPIO_B1_05_ALT3, pg 793
  IOMUXC_ENET_RXEN_SELECT_INPUT = 1;            // GPIO_B1_06_ALT3, pg 794
  IOMUXC_ENET_RXERR_SELECT_INPUT = 1;           // GPIO_B1_11_ALT3, pg 795
  IOMUXC_ENET_IPG_CLK_RMII_SELECT_INPUT = 1;    // GPIO_B1_10_ALT6, pg 791
  delay(1);
  GPIO7_DR_SET = (1 << 14);  // Start PHY chip
  // ENET_MSCR = ENET_MSCR_MII_SPEED(9);
  delay(1);

  // Setup IRQ handler
  attachInterruptVector(IRQ_ENET, ENET_IRQHandler);
  NVIC_ENABLE_IRQ(IRQ_ENET);
}

LED初始化，设置IO为输出模式，默认输出电平，LED熄灭：

pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);

定义LED控制结构体变量：

static struct leds s_leds = {false};

下行控制接口：

void glue_set_leds(struct leds *data) {
  s_leds = *data; // Sync with your device
  if(s_leds.led1==false)
  digitalWrite(13,0);
  else if(s_leds.led1==true)
  digitalWrite(13,1);
}

状态上报：

void glue_get_leds(struct leds *data) {
  *data = s_leds;  // Sync with your device
}

软件流程图如下所示：

首先初始化以太网和GPIO外设，然后初始化第三方开源网络库，在主循环中根据接受到的命令进行开关灯的控制。

三、功能展示及说明

点击按钮开关，LED点亮：

再点击按钮开关，LED熄灭：

四、对本活动的心得体会

活动很赞，每一季都参加了，既有命题创意也可以自主选择创意，不管是电子设计小白还是高手，都能参与到活动中来，感谢赞助商得捷电子和电子森林！希望有更多类似的活动~~~