LPC17XX LWIP免系统移植
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简介：
本项目提供LPC17XX系列微控制器上运行LWIP网络协议栈的解决方案，无需操作系统支持，适用于资源受限的嵌入式应用开发。
LPC17XX系列是NXP公司基于ARM Cortex-M3内核推出的微控制器，在嵌入式系统设计领域广泛应用。LWIP（Lightweight TCPIP）是一个开源的TCPIP协议栈，专为资源有限的设备而设。本段落将探讨如何在没有操作系统的条件下，将LWIP移植到LPC17XX系列微控制器上，并以LPC1768和LPC1788为例进行说明。
首先简要介绍TCP/IP协议栈的基础知识及其与LWIP的关系：
- TCP/IP协议栈是互联网通信的基石，涵盖应用层、传输层、网络层及数据链路层。
- LWIP提供了一个轻量级实现方案，支持包括TCP, UDP, ICMP, DHCP和DNS在内的多种基本服务。
接着讨论LPC17XX系列微控制器硬件上的以太网接口：
- LPC17XX集成有内置的MAC接口，可支持高达千兆的速度，并可通过外部PHY芯片连接物理层。
- 设备内部还包含DMA控制器，用于高效管理网络数据传输任务，减轻CPU负担。
在准备阶段需要注意以下几点：
- 了解LPC17XX中断系统的工作原理是关键步骤之一，因为LWIP通常通过中断处理机制来响应各种事件。
- 需要配置并初始化以太网控制寄存器，包括MAC地址、PHY连接及相应中断设置。
无操作系统环境下的移植过程涉及：
- 在没有操作系统的环境下实现任务调度和内存管理。LWIP提供了一种简单的内存池管理系统，需根据系统资源合理分配。
- 编写用于处理网络事件的中断服务程序，并将它们与LWIP回调函数接口对接。
- 设计一个符合要求的定时器机制来支持超时管理和心跳检测。
参考移植案例：
- LPC1768和LPC1788均属于LPC17XX系列，硬件结构类似。可以借鉴已有的移植经验进行开发工作。
- 查阅相关文档及示例代码了解初始化步骤与中断处理方式，并注意不同型号间可能存在的差异。
完成配置后需要：
- 根据微控制器的具体特性修改LWIP的配置文件，例如选择所需的协议栈选项或设置内存池大小等参数。
- 使用适当的工具链编译生成适用于LPC17XX系列设备的库和启动代码。
最后是应用层编程阶段：
- 在完成上述工作后可以开始编写使用LWIP API进行网络通信的应用程序，如发送HTTP请求、建立TCP连接等操作。
调试与优化步骤包括：
- 通过串口或JTAG接口进行调试，并监控网络通信流程。
- 检查并修正错误以确保系统稳定运行。根据性能需求进一步调整内存管理策略、中断处理机制及协议栈配置，提高整体效率和可靠性。
综上所述，在LPC17XX系列微控制器上无操作系统环境下移植LWIP是一个涵盖硬件接口设计、中断管理、内存分配以及应用编程的综合性任务。结合已有的成功案例并充分考虑具体设备特性能够有效实现该目标。在实际操作中，应注重细节处理以满足嵌入式系统对资源限制及实时性的要求。
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