【极海APM32F407IG Tiny Board开发板测评】TCP_client点灯

只看该作者 · 2023-7-12 12:41

本帖最后由 xiaoqi976633690 于 2023-7-12 12:37 编辑

声明：本例程基于极海官方APM32F4xx_SDK_v1.3内的ETH_TCP_client例程修改，目标路径\**\APM32F4xx_SDK_v1.3\Examples\ETH\ETH_TCP_client

一、准备硬件：APM32F407IG Tiny Board，RJ45网线，路由或笔记本电脑或交换机，usb串口线
软件：APM32F4xx_SDK_v1.3，lwip基础，mdk，网络调试助手。

二、实验目的
tiny开发板通过网络连接到server端，server端发送指令控制开发板LED3点亮和熄灭。

二、实验过程
由于官方已经将底层的驱动实现，这里不细讲lwip移植和lwip内核实现原理，感兴趣的可以看下正点原子或野火的lwip专题教程。
LWIP有三种API，在本例程中，使用Raw API（无操作系统）
a. mdk安装apm32f407的pack，打开官方例程

b.主要实现函数

c. min.c 主要函数说明

LwIP协议栈初始化函数

LwIP_Init函数用于初始化LwIP协议栈，一般在main函数中调用。首先是内存相关初始化，mem_init函数是动态内存堆初始化，memp_init函数是存储池初始化， LwIP是实现内存的高效利用，内部需要不同形式的内存管理模式。

接下来为ipaddr、netmask和gw结构体变量赋值，设置本地IP地址、子网掩码和网关，如果使用DHCP功能直接赋值为0即可。netif_add是以太网设备添加函数，即向LwIP协议栈申请添加一个网卡设备，函数有7个形参，第一个为netif结构体类型变量指针，这里赋值为gnetif地址，该网卡设备属性就存放在gnetif变量中；第二个为ip_addr结构体类型变量指针，用于设置网卡IP地址；第三个ip_addr结构体类型变量指针，用于设置子网掩码；第四个为ip_addr结构体类型变量指针，用于设置网关；第五个为void变量，用户自定义字段，一般不用直接赋值NULL；第六个为netif_init_fn类型函数指针，用于指向网卡设备初始化函数，这里赋值为指向ethernetif_init函数，该函数在ethernetif.c文件定义，初始化LwIP与ETH外设连接函数；最后一个参数为netif_input_fn类型函数指针，用于指向以太网帧接收函数，这里赋值为指向ethernet_input函数，该函数定义在etharp.c文件中。

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/*!

 * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]       This function initializes the lwIP stack

 *

 * @param       None

 *

 * @retval      None

 */

void LwIP_Init(void) //lwip初始化函数

{

    struct ip_addr ipaddr;

    struct ip_addr netmask;

    struct ip_addr gw;



    /** Initializes the dynamic memory heap */

    mem_init();



    /** Initializes the memory pools */

    memp_init();



    IP4_ADDR(&ipaddr, IP_ADDR0, IP_ADDR1, IP_ADDR2, IP_ADDR3);

    IP4_ADDR(&netmask, NETMASK_ADDR0, NETMASK_ADDR1 , NETMASK_ADDR2, NETMASK_ADDR3);

    IP4_ADDR(&gw, GW_ADDR0, GW_ADDR1, GW_ADDR2, GW_ADDR3);



    /** Config MAC Address */

    ETH_ConfigMACAddress(ETH_MAC_ADDRESS0, SetMACaddr);



    /** Add a network interface to the list of lwIP netifs */

    netif_add(&UserNetif, &ipaddr, &netmask, &gw, NULL, ðernetif_init, ðernet_input);



    /** Registers the default network interface */

    netif_set_default(&UserNetif);



    /** When the netif is fully configured this function must be called */

    netif_set_up(&UserNetif);

}

LwIP_Pkt_Handle函数用于从以太网存储器读取一个以太网帧并将其发送给LwIP，它在接收到以太网帧时被调用，它是直接调用ethernetif_input函数实现的，该函数定义在ethernetif.c文件中。

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/*!

 * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]       This function received ethernet packet

 *

 * @param       None

 *

 * @retval      None

 */

void LwIP_Pkt_Handle(void)

{

    /** Read a received packet from the Ethernet buffers and send it to the lwIP for handling */

    ethernetif_input(&UserNetif);

}

LwIP_Periodic_Handle函数是一个必须被无限循环调用的LwIP支持函数，一般在main函数的无限循环中调用，主要功能是为LwIP各个模块提供时间并查询链路状态，该函数有一个形参，用于指示当前时间，单位为ms。

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/*!

 * @brief       This function LwIP periodic tasks

 *

 * @param       ETHTimer the current Ethernet Timer value

 *

 * @retval      None

 */

void LwIP_Periodic_Handle(__IO uint32_t ETHTimer)

{

    static uint8_t flagToggle = 0;



#if LWIP_TCP

    /** TCP periodic process every 250 ms */

    if (ETHTimer - TCPTimer >= TCP_TMR_INTERVAL)

    {

        TCPTimer =  ETHTimer;

        tcp_tmr();

    }

#endif



    /** ARP periodic process every 5s */

    if ((ETHTimer - ARPTimer) >= ARP_TMR_INTERVAL)

    {

        ARPTimer =  ETHTimer;

        etharp_tmr();

    }



    /** Check link status */

    if ((ETHTimer - LinkTimer) >= 1000)

    {

        if ((ETH_GET_LINK_STATUS != 0) && (flagToggle == 0))

        {

            /** link goes up */

            netif_set_link_up(&UserNetif);

            flagToggle = 1;

        }



        if ((ETH_GET_LINK_STATUS == 0) && (flagToggle == 1))

        {

            EthLinkStatus = 1;

            /** link goes down */

            netif_set_link_down(&UserNetif);

            flagToggle = 0;

        }

    }

}

d. echo_cc.c函数讲解
该文件主要实现tcp—client
LWIP 中 RAW API 编程接口中与 TCP 相关的函数：

TCP 的 RAW API 编程函数

tcp连接初始化函数

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/*!

 * @brief       tcp client init

 *

 * @param       tcpc_port： client port

 *

 * @param       ipaddr： point to the client ip address

 *

 * @retval      None

 */

void tcpc_echo_init(ip_addr_t *ipaddr, uint16_t tcpc_port)//tcp连接初始化函数

{

  tcpc_echo_pcb = tcp_new();

  if (tcpc_echo_pcb != NULL)

  {

    /* connect to server address：port */

    tcp_connect(tcpc_echo_pcb, ipaddr, tcpc_port, tcpc_echo_accept);///* 连接服务器 */

  }

  else

  {

    /* abort? output diagnostic? */

  }

}

pbuf接收处理函数指令处理主要在该函数内实现

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/*!

 * @brief       Printf TCP Receive Data

 *

 * @param       p: pointer on the tcp pcb received pbuf

 *

 * @retval      None

 */

void PrintfRecData(struct pbuf *p)//pbuf接收处理函数

{

  char recbuf[100] = {0};

        char LED_ON[]={"LED3ON"};

        char LED_OFF[]={"LED3OFF"};

  memcpy(recbuf, p->payload, p->len);

  printf("received message:%s\n\r", recbuf);

        if(strcmp(recbuf,LED_ON)==0)

        {

                printf("LED3 on\n\r");

                APM_TINY_LEDOn(LED3);//打开LED

        }

                if(strcmp(recbuf,LED_OFF)==0)

        {

                printf("LED3 off\n\r");

                APM_TINY_LEDOff(LED3);//关闭LED

        }

}

接收到数据时的回调函数

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/*!

 * @brief       LwIP tcp_recv callback function

 *

 * @param       None

 *

 * @retval      None

 */

err_t tcpc_echo_recv(void *arg, struct tcp_pcb *tpcb, struct pbuf *p, err_t err)

{

  struct tcpc_echo_state *es;

  err_t ret_err;



  LWIP_ASSERT("arg != NULL", arg != NULL);

  es = (struct tcpc_echo_state *)arg;

  if (p == NULL)

  {

    /* remote host closed connection */

    es->state = ES_CLOSING;

    if (es->p == NULL)

    {

      /* we're done sending, close it */

      tcpc_echo_close(tpcb, es);

    }

    else

    {

      /* we're not done yet */

      tcp_sent(tpcb, tcpc_echo_sent);

      tcpc_echo_send(tpcb, es);

    }

    ret_err = ERR_OK;

  }

  else if (err != ERR_OK)

  {

    /* cleanup, for unkown reason */

    if (p != NULL)

    {

      es->p = NULL;

      pbuf_free(p);

    }

    ret_err = err;

  }



  else if (es->state == ES_ACCEPTED)//接收缓存处理

  {

    tcp_recved(tpcb, p->tot_len);



    /** Printf TCP Receive Data */

    PrintfRecData(p);



    es->p = NULL;

    pbuf_free(p);

    ret_err = ERR_OK;

  }

  else

  {

    /* unkown es->state, trash data  */

    tcp_recved(tpcb, p->tot_len);

    es->p = NULL;

    pbuf_free(p);

    ret_err = ERR_OK;

  }

  return ret_err;

}



/*!

 * @brief       LwIP tcp_err callback function

 *

 * @param       None

 *

 * @retval      None

 */

void tcpc_echo_error(void *arg, err_t err)

{

  struct tcpc_echo_state *es;



  LWIP_UNUSED_ARG(err);



  es = (struct tcpc_echo_state *)arg;

  if (es != NULL)

  {

    mem_free(es);

  }

}

e.main.c
main函数实现

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int main(void)

{

    char LCDDisplayBuf[100] = {0};



    struct ip_addr DestIPaddr;



    uint8_t flag = 0;



    USART_Config_T usartConfig;



    /** User config the different system Clock */

    UserRCMClockConfig();



    /** Configure SysTick */

    ConfigSysTick();

                

    /** Configure USART */

    usartConfig.baudRate = 115200;

    usartConfig.wordLength = USART_WORD_LEN_8B;

    usartConfig.stopBits = USART_STOP_BIT_1;

    usartConfig.parity = USART_PARITY_NONE ;

    usartConfig.mode = USART_MODE_TX_RX;

    usartConfig.hardwareFlow = USART_HARDWARE_FLOW_NONE;



    APM_BOARD_COMInit(COM1,&usartConfig);



    /** Configures LED2 and LED3 */

    APM_BOARD_LEDInit(LED2);

    APM_BOARD_LEDInit(LED3);



    /** KEY init*/

    APM_BOARD_PBInit(BUTTON_KEY1, BUTTON_MODE_GPIO);

    APM_BOARD_PBInit(BUTTON_KEY2, BUTTON_MODE_GPIO);



    printf("This is a ETH TCP Client Demo! \r\n请稍侯，正在启动lwip\n\r");

                APM_TINY_LEDOn(LED3);

    /** Configure ethernet (GPIOs, clocks, MAC, DMA) */

    ConfigEthernet();



    /** Initilaize the LwIP stack */

    LwIP_Init();

                APM_TINY_LEDOff(LED3);

    /** Use Com printf static IP address*/

    sprintf(LCDDisplayBuf,"TINY board Static IP address \r\n");

    printf("%s",LCDDisplayBuf);



    sprintf(LCDDisplayBuf,"IP: %d.%d.%d.%d \r\n",

    IP_ADDR0,

    IP_ADDR1,

    IP_ADDR2,

    IP_ADDR3);

    printf("%s",LCDDisplayBuf);



    sprintf(LCDDisplayBuf,"NETMASK: %d.%d.%d.%d \r\n",

    NETMASK_ADDR0,

    NETMASK_ADDR1,

    NETMASK_ADDR2,

    NETMASK_ADDR3);

    printf("%s",LCDDisplayBuf);



    sprintf(LCDDisplayBuf,"Gateway: %d.%d.%d.%d \r\n",

    GW_ADDR0,

    GW_ADDR1,

    GW_ADDR2,

    GW_ADDR3);

    printf("%s",LCDDisplayBuf);



    sprintf(LCDDisplayBuf,"TCP Server IP: %d.%d.%d.%d:%d \r\n",

    COMP_IP_ADDR0,

    COMP_IP_ADDR1,

    COMP_IP_ADDR2,

    COMP_IP_ADDR3,

    COMP_PORT);

    printf("%s",LCDDisplayBuf);



    printf("\n\rKEY1: Connect TCP server \r\n");

    printf("KEY2: Disconnect TCP server \r\n");



    while(1)

    {



        if ((APM_TINY_PBGetState(BUTTON_KEY1)==0)&&(flag==0))

        {

            APM_TINY_LEDOn(LED2);

            if (EthLinkStatus == 0)

            {

                /** connect to tcp server */

                printf("\n\rConnect TCP server \r\n");

                IP4_ADDR( &DestIPaddr, COMP_IP_ADDR0, COMP_IP_ADDR1, COMP_IP_ADDR2, COMP_IP_ADDR3 );

                tcpc_echo_init(&DestIPaddr,COMP_PORT);

                flag=1;

            }

        }

        if ((APM_TINY_PBGetState(BUTTON_KEY2)==0)&&(flag==1))

        {

            APM_TINY_LEDOff(LED2);

            printf("\n\rDisconnect TCP server \r\n");

            tcpc_echo_disable();

            flag=0;

        }



        /** check if any packet received */

        if (ETH_CheckReceivedFrame())

        {

            /** process received ethernet packet */

            LwIP_Pkt_Handle();

        }

        /** handle periodic timers for LwIP */

        LwIP_Periodic_Handle(ETHTimer);

    }

}