STM32F4_HAL_LWIP_RAM接口UDP实验

2024-05-29 11:12
文章标签 接口 实验 udp hal ram lwip stm32f4

本文主要是介绍STM32F4_HAL_LWIP_RAM接口UDP实验，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

目录

RAW 的 UDP 接口简介

RAW 的 UDP 实验

硬件设计

例程功能

软件设计

UDP 配置步骤

软件设计流程图

RAW 的 UDP 接口简介

        UDP 协议的 RAW 的 API 功能函数，我们使用这些函数来完成 UDP 的数据发送和接收功能。

 (1) udp_new 函数

此函数用来创建一个 UDP 控制块，这个控制块用来描述 IP 地址、端口号和状态等信息，该函数实现源码如下所示：

struct udp_pcb *
udp_new(void)
{
struct udp_pcb *pcb;
/* 申请一个 UDP 内存池 */
pcb = (struct udp_pcb *)memp_malloc(MEMP_UDP_PCB);
/* 申请成功*/
if (pcb != NULL)
{
/* 初始化 PCB 控制块所有零 */
memset(pcb, 0, sizeof(struct udp_pcb));
/* pcb->ttl = 255 */
pcb->ttl = UDP_TTL;
}
return pcb;
}

        可以看到，该控制块的内存由内存池申请，申请成功之后设置该控制块的生存时间。

(2) udp_remove 函数

        从 PCB 控制块链表中移除一个控制块，并且把移除的控制块释放内存，该函数实现源码如下所示：

void
udp_remove(struct udp_pcb *pcb)
{
struct udp_pcb *pcb2;
mib2_udp_unbind(pcb);
/* 判断 pcb 被删除在列表的第一个 */
if (udp_pcbs == pcb)
{
/* 从第二 pcb 开始制作列表 */
udp_pcbs = udp_pcbs->next;
}
else/* pcb 不在列表的第一个 */
{
/* 遍历 pcb 列表 */
for (pcb2 = udp_pcbs; pcb2 != NULL; pcb2 = pcb2->next)
{
/* 在 udp_pcbs 列表中查找 pcb */
if (pcb2->next != NULL && pcb2->next == pcb)
{
/* 从列表中删除 pcb */
pcb2->next = pcb->next;
break;
}
}
}
memp_free(MEMP_UDP_PCB, pcb);
}

        以传入的控制块为条件，遍历 PCB 控制块链表，若链表中的控制块等于要移除的控制块，则该控制块移除 PCB 控制块链表，移除完成之后释放该控制块的内存。

(3) udp_recv 函数

        此函数用来设置接收回调函数及函数参数，若用户使用 RAW 接口实现 UDP，则用户必须调用此函数设置接收回调函数，该函数的源码如下所示：

void
udp_recv(struct udp_pcb *pcb, udp_recv_fn recv, void *recv_arg)
{
/* 调用 recv()回调和用户数据 */
pcb->recv = recv;
pcb->recv_arg = recv_arg;
}

        可以看出，设置的函数和形参都是由 UDP 控制块的字段指向。

RAW 的 UDP 实验

硬件设计

例程功能

        PC 端和开发板通过 UDP 协议连接起来， PC 端使用网络调试助手向开发板发送数据，开发板接收到以后在 LCD 上显示接收到的数据，我们也可以通过开发板上的按键发送数据给 PC。

 * 硬件资源及引脚分配
 * 1 LED灯
     DS0（RED）     : LED0 - PE0
 * 2 串口1 (PA9/PA10连接在板载USB转串口芯片CH340上面)
 * 3 正点原子 2.8/3.5/4.3/7/10寸TFTLCD模块(仅限MCU屏，16位8080并口驱动)
 * 4 ETH,YT8521网络芯片
        ETH_MDIO -------------------------> PA2
        ETH_MDC --------------------------> PC1
        ETH_RMII_REF_CLK------------------> PA1
        ETH_RMII_CRS_DV ------------------> PA7
        ETH_RMII_RXD0 --------------------> PC4
        ETH_RMII_RXD1 --------------------> PC5
        ETH_RMII_TX_EN -------------------> PG11
        ETH_RMII_TXD0 --------------------> PG13
        ETH_RMII_TXD1 --------------------> PG14
        ETH_RESET-------------------------> PD3
 * 2 独立按键
     KEY0    - PE2
     KEY1    - PE3
     KEY2    - PE4

相关硬件驱动参考正点原子探索者开发指南HAL库版本

软件设计

UDP 配置步骤

1) 创建 UDP 控制块

调用函数 udp_new 创建 UDP 控制块。

2) 连接指定的 IP 地址和端口号

调用函数 udp_connect 绑定远程 IP 地址和远程端口号。

3) 绑定本地 IP 地址与端口号

调用函数 udp_bind 绑定本地 IP 地址和本地端口号。

4) 注册接收回调函数

udp_recv 是注册接收回调函数，该函数需要自己编写。

5) 发送数据

调用函数 udp_send 发送数据。

软件设计流程图

lwip_demo.h

#ifndef _LWIP_DEMO_H
#define _LWIP_DEMO_H
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"#define LWIP_SEND_DATA              0X80    /* 定义有数据发送 */
extern uint8_t lwip_send_flag;              /* UDP数据发送标志位 */void lwip_demo(void);#endif /* _CLIENT_H */

 lwip_demo.c

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include "./BSP/LCD/lcd.h"
#include "./MALLOC/malloc.h"
#include "./BSP/KEY/key.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "lwip/pbuf.h"
#include "lwip/udp.h"
#include "lwip/tcp.h"
#include "lwip_demo.h"
#include "lwip_comm.h"
#include "stdio.h"
#include "string.h"#define LWIP_DEMO_RX_BUFSIZE         2000  /* 定义udp最大接收数据长度 */
#define LWIP_DEMO_PORT               8080  /* 定义udp连接的本地端口号 *//* 接收数据缓冲区 */
uint8_t g_lwip_demo_recvbuf[LWIP_DEMO_RX_BUFSIZE]; 
/* 发送数据内容 */
char *g_lwip_demo_sendbuf = "ALIENTEK DATA\r\n";
/* 数据发送标志位 */
uint8_t g_lwip_send_flag;static void lwip_udp_callback(void *arg, struct udp_pcb *upcb, struct pbuf *p, const ip_addr_t *addr, u16_t port);
void lwip_udp_senddata(struct udp_pcb *upcb);
void lwip_udp_connection_close(struct udp_pcb *upcb);/*** @brief       设置远端IP地址* @param       无* @retval      无*/
void lwip_udp_set_remoteip(void)
{char *tbuf;uint16_t xoff;uint8_t key;lcd_clear(WHITE);g_point_color = RED;lcd_show_string(5, 30, 200, 16, 16, "STM32", g_point_color);lcd_show_string(5, 50, 200, 16, 16, "UDP Test", g_point_color);lcd_show_string(5, 70, 200, 16, 16, "Remote IP Set", g_point_color);lcd_show_string(5, 90, 200, 16, 16, "KEY0:+  KEY2:-", g_point_color);lcd_show_string(5, 110, 200, 16, 16, "KEY1:OK", g_point_color);tbuf = mymalloc(SRAMIN, 100); /* 申请内存 */if (tbuf == NULL)return;/* 前三个IP保持和DHCP得到的IP一致 */g_lwipdev.remoteip[0] = g_lwipdev.ip[0];g_lwipdev.remoteip[1] = g_lwipdev.ip[1];g_lwipdev.remoteip[2] = g_lwipdev.ip[2];sprintf((char *)tbuf, "Remote IP:%d.%d.%d.", g_lwipdev.remoteip[0], g_lwipdev.remoteip[1], g_lwipdev.remoteip[2]); /* 远端IP */lcd_show_string(5, 150, 210, 16, 16, tbuf, g_point_color);g_point_color = BLUE;xoff = strlen((char *)tbuf) * 8 + 5;lcd_show_xnum(xoff, 150, g_lwipdev.remoteip[3], 3, 16, 0, g_point_color);while (1){key = key_scan(0);if (key == KEY1_PRES)break;else if (key){if (key == KEY0_PRES)g_lwipdev.remoteip[3] ++; /* IP增加 */if (key == KEY2_PRES)g_lwipdev.remoteip[3] --; /* IP减少 */lcd_show_xnum(xoff, 150, g_lwipdev.remoteip[3], 3, 16, 0X80, g_point_color); /* 显示新IP */}}myfree(SRAMIN, tbuf);
}/*** @brief       UDP服务器回调函数* @param       arg ：传入参数* @param       upcb：UDP控制块* @param       p   : 网络数据包* @param       addr：IP地址* @param       port：端口号* @retval      无*/
static void lwip_udp_callback(void *arg, struct udp_pcb *upcb, struct pbuf *p, const ip_addr_t *addr, u16_t port)
{uint32_t data_len = 0;struct pbuf *q;if (p != NULL) /* 接收到不为空的数据时 */{memset(g_lwip_demo_recvbuf, 0, LWIP_DEMO_RX_BUFSIZE); /* 数据接收缓冲区清零 */for (q = p; q != NULL; q = q->next) /* 遍历完整个pbuf链表 */{/* 判断要拷贝到LWIP_DEMO_RX_BUFSIZE中的数据是否大于LWIP_DEMO_RX_BUFSIZE的剩余空间，如果大于 *//* 的话就只拷贝LWIP_DEMO_RX_BUFSIZE中剩余长度的数据，否则的话就拷贝所有的数据 */if (q->len > (LWIP_DEMO_RX_BUFSIZE - data_len)) memcpy(g_lwip_demo_recvbuf + data_len, q->payload, (LWIP_DEMO_RX_BUFSIZE - data_len)); /* 拷贝数据 */else memcpy(g_lwip_demo_recvbuf + data_len, q->payload, q->len);data_len += q->len;if (data_len > LWIP_DEMO_RX_BUFSIZE) break; /* 超出UDP客户端接收数组,跳出 */}upcb->remote_ip = *addr;                                        /* 记录远程主机的IP地址 */upcb->remote_port = port;                                       /* 记录远程主机的端口号 */g_lwipdev.remoteip[0] = upcb->remote_ip.addr & 0xff;              /* IADDR4 */g_lwipdev.remoteip[1] = (upcb->remote_ip.addr >> 8) & 0xff;       /* IADDR3 */g_lwipdev.remoteip[2] = (upcb->remote_ip.addr >> 16) & 0xff;      /* IADDR2 */g_lwipdev.remoteip[3] = (upcb->remote_ip.addr >> 24) & 0xff;      /* IADDR1 */g_lwip_send_flag |= 1 << 6;                                       /* 标记接收到数据了 */pbuf_free(p);                                                   /* 释放内存 */}else{udp_disconnect(upcb);lcd_clear(WHITE);           /* 清屏 */lcd_show_string(30, 30, 200, 16, 16, "STM32", g_point_color);lcd_show_string(30, 50, 200, 16, 16, "UDP Test", g_point_color);lcd_show_string(30, 70, 200, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", g_point_color);lcd_show_string(30, 90, 200, 16, 16, "KEY1:Connect", g_point_color);lcd_show_string(30, 190, 210, 16, 16, "Connect break!", g_point_color);}
}/*** @brief       lwip_democ程序入口* @param       无* @retval      无*/
void lwip_demo(void)
{err_t err;struct udp_pcb *udppcb;      /* 定义一个UDP服务器控制块 */ip_addr_t rmtipaddr;         /* 远端ip地址 */char *tbuf;uint8_t key;uint8_t res = 0;uint8_t t = 0;lwip_udp_set_remoteip();/* 先选择IP */lcd_clear(WHITE);    /* 清屏 */g_point_color = RED;lcd_show_string(5, 30, 200, 16, 16, "STM32", g_point_color);lcd_show_string(5, 50, 200, 16, 16, "UDP Test", g_point_color);lcd_show_string(5, 70, 200, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", g_point_color);lcd_show_string(5, 90, 200, 16, 16, "KEY0:Send data", g_point_color);lcd_show_string(5, 110, 200, 16, 16, "KEY1:Exit", g_point_color);tbuf = mymalloc(SRAMIN, 200); /* 申请内存 */if (tbuf == NULL)return ;     /* 内存申请失败了,直接退出 */sprintf((char *)tbuf, "Local IP:%d.%d.%d.%d", g_lwipdev.ip[0], g_lwipdev.ip[1], g_lwipdev.ip[2], g_lwipdev.ip[3]); /* 服务器IP */lcd_show_string(5, 130, 210, 16, 16, tbuf, g_point_color);sprintf((char *)tbuf, "Remote IP:%d.%d.%d.%d", g_lwipdev.remoteip[0], g_lwipdev.remoteip[1], g_lwipdev.remoteip[2], g_lwipdev.remoteip[3]); /* 远端IP */lcd_show_string(5, 150, 210, 16, 16, tbuf, g_point_color);sprintf((char *)tbuf, "Remote Port:%d", LWIP_DEMO_PORT); /* 客户端端口号 */lcd_show_string(5, 170, 210, 16, 16, tbuf, g_point_color);g_point_color = BLUE;udppcb = udp_new();if (udppcb) /* 创建成功 */{IP4_ADDR(&rmtipaddr, g_lwipdev.remoteip[0], g_lwipdev.remoteip[1], g_lwipdev.remoteip[2], g_lwipdev.remoteip[3]);err = udp_connect(udppcb, &rmtipaddr, LWIP_DEMO_PORT);      /* UDP客户端连接到指定IP地址和端口号的服务器 */if (err == ERR_OK){err = udp_bind(udppcb, IP_ADDR_ANY, LWIP_DEMO_PORT);    /* 绑定本地IP地址与端口号 */if (err == ERR_OK)  /* 绑定完成 */{udp_recv(udppcb,lwip_udp_callback, NULL);           /* 注册接收回调函数 */g_point_color = BLUE;lcd_show_string(5, 190, lcddev.width - 30, lcddev.height - 190, 16, "Receive Data:", g_point_color); /* 提示消息 */g_point_color = MAGENTA;}else res = 1;}else res = 1;}else res = 1;while (res == 0){key = key_scan(0);if (key == KEY1_PRES)break;if (key == KEY0_PRES) /* KEY0按下了,发送数据 */{lwip_udp_senddata(udppcb);}if (g_lwip_send_flag & 1 << 6) /* 是否收到数据 */{lcd_fill(5, 230, lcddev.width - 1, lcddev.height - 1, WHITE); /* 清上一次数据 *//* 显示接收到的数据 */lcd_show_string(6, 230, lcddev.width - 2, lcddev.height - 230, 16, (char *)g_lwip_demo_recvbuf, g_point_color); g_lwip_send_flag &= ~(1 << 6); /* 标记数据已经被处理了 */}lwip_periodic_handle(); /* LWIP轮询任务 */delay_ms(2);t++;if (t == 200){t = 0;LED0_TOGGLE();}}g_point_color = DARKBLUE;lwip_udp_connection_close(udppcb);myfree(SRAMIN, tbuf);
}/*** @brief       UDP服务器发送数据* @param       upcb: UDP控制块* @retval      无*/
void lwip_udp_senddata(struct udp_pcb *upcb)
{struct pbuf *ptr;ptr = pbuf_alloc(PBUF_TRANSPORT, strlen((char *)g_lwip_demo_sendbuf), PBUF_POOL); /* 申请内存 */if (ptr){pbuf_take(ptr, (char *)g_lwip_demo_sendbuf, strlen((char *)g_lwip_demo_sendbuf)); /* 将g_lwip_demo_sendbuf中的数据打包进pbuf结构中 */udp_send(upcb, ptr);    /* udp发送数据 */pbuf_free(ptr);         /* 释放内存 */}
}/*** @brief       关闭tcp连接* @param       upcb: UDP控制块* @retval      无*/
void lwip_udp_connection_close(struct udp_pcb *upcb)
{udp_disconnect(upcb);udp_remove(upcb);               /* 断开UDP连接 */g_lwip_send_flag &= ~(1 << 5);    /* 标记连接断开 */lcd_clear(WHITE);               /* 清屏 */lcd_show_string(5, 30, 200, 16, 16, "STM32", g_point_color);lcd_show_string(5, 50, 200, 16, 16, "UDP Test", g_point_color);lcd_show_string(5, 70, 200, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", g_point_color);lcd_show_string(5, 90, 200, 16, 16, "KEY1:Connect", g_point_color);lcd_show_string(5, 190, 210, 16, 16, "STATUS:Disconnected", g_point_color);
}

主函数

#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/LCD/lcd.h"
#include "./USMART/usmart.h"
#include "./BSP/KEY/key.h"
#include "./BSP/SRAM/sram.h"
#include "./MALLOC/malloc.h"
#include "lwip_comm.h"
#include "lwipopts.h"
#include "lwip_demo.h"/*** @breif       加载UI* @param       mode :  bit0:0,不加载;1,加载前半部分UI*                      bit1:0,不加载;1,加载后半部分UI* @retval      无*/
void lwip_test_ui(uint8_t mode)
{uint8_t speed;uint8_t buf[30];if(mode & 1<< 0){lcd_show_string(6, 10, 200, 32, 32, "STM32", DARKBLUE);lcd_show_string(6, 40, lcddev.width, 24, 24, "lwIP UDP Test", DARKBLUE);lcd_show_string(6, 70, 200, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", DARKBLUE);}if(mode & 1 << 1){lcd_show_string(6, 110, 200, 16, 16, "lwIP Init Successed", MAGENTA);if(g_lwipdev.dhcpstatus == 2){sprintf((char*)buf,"DHCP IP:%d.%d.%d.%d",g_lwipdev.ip[0],g_lwipdev.ip[1],g_lwipdev.ip[2],g_lwipdev.ip[3]);      /* 显示动态IP地址 */}else{sprintf((char*)buf,"Static IP:%d.%d.%d.%d",g_lwipdev.ip[0],g_lwipdev.ip[1],g_lwipdev.ip[2],g_lwipdev.ip[3]);    /* 打印静态IP地址 */}lcd_show_string(6, 130, 200, 16, 16, (char*)buf, MAGENTA);speed = ethernet_chip_get_speed();                                                                                  /* 得到网速 */if(speed){lcd_show_string(6, 150, 200, 16, 16, "Ethernet Speed:100M", MAGENTA);}else{lcd_show_string(6, 150, 200, 16, 16, "Ethernet Speed:10M", MAGENTA);}}
}int main(void)
{uint8_t t = 0;HAL_Init();                         /* 初始化HAL库 */sys_stm32_clock_init(336, 8, 2, 7); /* 设置时钟,168Mhz */delay_init(168);                    /* 延时初始化 */usart_init(115200);                 /* 串口初始化为115200 */usmart_dev.init(84);                /* 初始化USMART */led_init();                         /* 初始化LED */lcd_init();                         /* 初始化LCD */key_init();                         /* 初始化按键 */sram_init();                        /* SRAM初始化 */my_mem_init(SRAMIN);                /* 初始化内部SRAM内存池 */my_mem_init(SRAMEX);                /* 初始化外部SRAM内存池 */my_mem_init(SRAMCCM);               /* 初始化内部CCM内存池 */lwip_test_ui(1);                    /* 加载前半部分UI */lcd_show_string(6, 110, 200, 16, 16, "lwIP Init !!", BLUE);while (lwip_comm_init() != 0){lcd_show_string(6, 110, 200, 16, 16, "lwIP Init failed!!", BLUE);delay_ms(500);lcd_fill(6, 50, 200 + 30, 50 + 16, WHITE);lcd_show_string(6, 110, 200, 16, 16, "Retrying...       ", BLUE);delay_ms(500);LED1_TOGGLE();}while (!ethernet_read_phy(PHY_SR))  /* 检查MCU与PHY芯片是否通信成功 */{printf("MCU与PHY芯片通信失败，请检查电路或者源码！！！！\r\n");}#if LWIP_DHCPlcd_show_string(6, 130, 200, 16, 16, "DHCP IP configing... ", BLUE);    /* 开始DHCP */while ((g_lwipdev.dhcpstatus != 2) && (g_lwipdev.dhcpstatus != 0XFF))          /* 等待DHCP获取成功/超时溢出 */{lwip_periodic_handle();delay_ms(1000);}
#endiflwip_demo();                /* lwIP程序入口 */lwip_test_ui(2);            /* 加载后半部分UI */while (1){lwip_periodic_handle(); /* LWIP轮询任务 */delay_ms(2);t ++;if (t >= 200){t = 0;LED0_TOGGLE();}}
}

完整工程参考正点原子lwip源码RAW_UDP实验

这篇关于STM32F4_HAL_LWIP_RAM接口UDP实验的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/1013512。

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上位机图像处理和嵌入式模块部署（mcu和swd接口）

上位机图像处理和嵌入式模块部署（mcu和swd接口）

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】         最近学习mcu的时候，接触了不少调试器，这里面有daplink、st-link v2、j-link v9。虽然模块的形状可能不太一样，但是硬件的连线都差不多，都是mcu上的3.3v、clk、dio和gnd四根连线。出于好奇，今天花了点时间了解了一下debug port、sw
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【架构设计】模块化-面向接口编程

【架构设计】模块化-面向接口编程

模块化的优势 结构清晰：业务独立，代码实现分离便于协作：耦合度低，不会影响团队其他成员的开发进度便于维护：各模块管理自身代码、布局、资源，不影响主工程 模块化的特点 高内聚，低耦合 常见的模块化方法 所有模块都放在一个工程里实现每个模块都放在一个独立工程中实现 模块的划分 从高到低 业务层平台能力层基础层 模块间的通信 直接依赖事件或广播通信路由通信面向接口通信 具体实现
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使用ig507金融数据库的股票API接口经验有感：Java与Python

使用ig507金融数据库的股票API接口经验有感：Java与Python

一、Java技术： 1. Java调用ig507金融数据库（ig507.com）股票API接口 引言： 随着金融科技的不断发展，数据驱动的投资策略变得越来越重要。本文将介绍如何使用Java语言调用ig507金融数据库的股票API接口，以获取实时股票数据，并展示基本的编程步骤和注意事项。 步骤一：引入依赖库 在Java项目中，首先需要引入用于处理HTTP请求和网络通信的库，如Apache
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