第17章 RL-TCPnet之UDP通信

通信

最新网络教程第17章简介

本章节为大家讲解RL-TCPnet的UDP通信实现，学习本章节前，务必要优先学习第16章UDP用户数据报协议基础知识。有了这些基础知识之后，再搞本章节会有事半功倍的效果。
本章教程含STM32F407开发板和STM32F429开发板。
17.1 初学者重要提示
17.2 UDP的API函数
17.3 特别注意UDP个数配置
17.4 UDP配置说明（Net_Config.c）
17.5 UDP调试说明（Net_Debug.c）
17.6 UDP通信的丢包问题说明
17.7 UDP通信的实现方法
17.8 网络调试助手和板子的操作步骤
17.9 实验例程说明（裸机）
17.10 实验例程说明（RTX）
17.11 总结

lee_st · 2017-11-17 10:54:46

RTX配置：
RTX配置向导详情如下：

lee_st · 2017-11-17 10:55:07

Task Configuration
（1）Number of concurrent running tasks
允许创建6个任务，实际创建了如下5个任务：
AppTaskUserIF任务：按键消息处理。
AppTaskLED任务：LED闪烁。
AppTaskMsgPro任务：按键检测。
AppTaskTCPMain任务：RL-TCPnet测试任务。
AppTaskStart任务：启动任务，也是最高优先级任务，这里实现RL-TCPnet的时间基准更新。
（2）Number of tasks with user-provided stack
创建的5个任务都是采用自定义堆栈方式。
（3）Run in privileged mode
设置任务运行在非特权级模式。

lee_st · 2017-11-17 10:55:31

RTX任务调试信息：

lee_st · 2017-11-17 10:55:50

程序设计：
u  任务栈大小分配：
static uint64_t AppTaskUserIFStk[1024/8]; /* 任务栈 */
static uint64_t AppTaskLEDStk[1024/8];    /* 任务栈 */
static uint64_t AppTaskMsgProStk[1024/8];  /* 任务栈 */
static uint64_t AppTaskTCPMainStk[2048/8]; /* 任务栈 */
static uint64_t AppTaskStartStk[1024/8];    /* 任务栈 */
将任务栈定义成uint64_t类型可以保证任务栈是8字节对齐的，8字节对齐的含义就是数组的首地址对8求余等于0。如果不做8字节对齐的话，部分C语言库函数、浮点运算和uint64_t类型数据运算会出问题。

lee_st · 2017-11-17 10:56:05

u 系统栈大小分配：

lee_st · 2017-11-17 10:56:23

RTX初始化：
/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: main
* 功能说明: 标准c程序入口。
* 形参: 无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
int main (void)
{
/* 初始化外设 */
bsp_Init();

/* 创建启动任务 */
os_sys_init_user (AppTaskStart, /* 任务函数 */
5, /* 任务优先级 */
&AppTaskStartStk, /* 任务栈 */
sizeof(AppTaskStartStk)); /* 任务栈大小，单位字节数 */
while(1);
}

lee_st · 2017-11-17 10:56:41

硬件外设初始化
硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现：
/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: bsp_Init
* 功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
* 形参：无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_Init(void)
{
/*
由于ST固件库的启动文件已经执行了CPU系统时钟的初始化，所以不必再次重复配置系统时钟。
启动文件配置了CPU主时钟频率、内部Flash访问速度和可选的外部SRAM FSMC初始化。

系统时钟缺省配置为168MHz，如果需要更改，可以修改 system_stm32f4xx.c 文件
*/
/* 优先级分组设置为4，可配置0-15级抢占式优先级，0级子优先级，即不存在子优先级。*/
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);

SystemCoreClockUpdate(); /* 根据PLL配置更新系统时钟频率变量 SystemCoreClock */

bsp_InitDWT(); /* 初始化DWT */
bsp_InitUart(); /* 初始化串口 */
bsp_InitKey(); /* 初始化按键变量（必须在 bsp_InitTimer() 之前调用） */

bsp_InitExtIO(); /* FMC总线上扩展了32位输出IO, 操作LED等外设必须初始化 */
bsp_InitLed(); /* 初始LED指示灯端口 */
}

lee_st · 2017-11-17 10:56:56

RTX任务创建：
/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: AppTaskCreate
* 功能说明: 创建应用任务
* 形参: 无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void AppTaskCreate (void)
{
HandleTaskUserIF = os_tsk_create_user(AppTaskUserIF, /* 任务函数 */
1, /* 任务优先级 */
&AppTaskUserIFStk, /* 任务栈 */
sizeof(AppTaskUserIFStk)); /* 任务栈大小，单位字节数 */

HandleTaskLED = os_tsk_create_user(AppTaskLED, /* 任务函数 */
2, /* 任务优先级 */
&AppTaskLEDStk, /* 任务栈 */
sizeof(AppTaskLEDStk)); /* 任务栈大小，单位字节数 */

HandleTaskMsgPro = os_tsk_create_user(AppTaskMsgPro, /* 任务函数 */
3, /* 任务优先级 */
&AppTaskMsgProStk, /* 任务栈 */
sizeof(AppTaskMsgProStk)); /* 任务栈大小，单位字节数 */

HandleTaskTCPMain = os_tsk_create_user(AppTaskTCPMain, /* 任务函数 */
4, /* 任务优先级 */
&AppTaskTCPMainStk, /* 任务栈 */
sizeof(AppTaskTCPMainStk)); /* 任务栈大小，单位字节数 */
}

89^#

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lee_st · 2017-11-17 10:57:32

RL-TCPnet功能测试
这里专门创建了一个app_tcpnet_lib.c文件用于RL-TCPnet功能的测试，这里是创建了一个UDP Socket。
#include "includes.h"

/*
*********************************************************************************************************
* 用于本文件的调试
*********************************************************************************************************
*/
#if 1
#define printf_debug printf
#else
#define printf_debug(...)
#endif

/*
*********************************************************************************************************
* 宏定义，远程服务器的IP和端口
*********************************************************************************************************
*/
/* 要访问的远程服务器IP和端口配置，也就是电脑端调试助手设置的IP和端口号 */
#define IP1 192
#define IP2 168
#define IP3 1
#define IP4 2

#define PORT_NUM 1001

/* 这个是本地端口 */
#define LocalPort_NUM 1024

/*
*********************************************************************************************************
* 变量
*********************************************************************************************************
*/
extern LOCALM localm[];
uint8_t udp_soc;
uint8_t DHCP_Status = __FALSE;
uint8_t CacheARP_Status = __FALSE;
uint8_t Rem_IP[4] = {IP1,IP2,IP3,IP4};

/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: DCHP_ARP_Check
* 功能说明: 检测DHCP是否获取了IP地址以及UDP通信要访问的远程IP地址是否可以解析出对应的MAC。
* 形参: 无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void DCHP_ARP_Check(void)
{
if(DHCP_Status == __FALSE)
{
if(mem_test(localm[NETIF_ETH].IpAdr, 0, 4) == __FALSE)
{
DHCP_Status = __TRUE;
printf_debug("DHCP已经初始化成功，注意未使能DHCP也是返回成功的rn");
}
}

if(CacheARP_Status == __FALSE)
{
if(arp_cache_ip (Rem_IP, ARP_FIXED_IP) == __FALSE)
{
CacheARP_Status = __TRUE;
printf_debug("通过IP地址可以解析出MACrn");
}
}
}

/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: tcp_callback
* 功能说明: TCP Socket的回调函数
* 形参: socket UDP Socket类型
* remip 远程设备的IP地址
* remport 远程设备的端口号
* buf 远程设备发来的数据地址
* len 远程设备发来的数据长度，单位字节
* 返回值: 默认返回0即可，一般用不上
*********************************************************************************************************
*/
U16 udp_callback(U8 socket, U8 *remip, U16 remport, U8 *buf, U16 len)
{
char buffer[50];
U16 i;

/* 确保是udp_soc的回调 */
if (socket != udp_soc)
{
return (0);
}

/* 发消息的远程IP，打印IP和端口号 */
sprintf(buffer, "远程连接IP: %d.%d.%d.%d", remip[0], remip[1], remip[2], remip[3]);
printf_debug("%s port:%drn", buffer, remport);

/* 接收到的数据长度，单位字节 */
printf_debug("Data length = %drn", len);
/* 打印接收到的消息 */
for(i = 0; i < len; i++)
{
printf_debug("buf[%d] = %drn", i, buf);
}

return (0);
}

/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: TCPnetTest
* 功能说明: TCPnet应用
* 形参: 无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void TCPnetTest(void)
{
int32_t iCount;
uint8_t *sendbuf;
uint8_t res;
OS_RESULT xResult;
const uint16_t usMaxBlockTime = 2; /* 延迟周期 */

/* 获取一个UDP Socket */
udp_soc = udp_get_socket (0, UDP_OPT_SEND_CS | UDP_OPT_CHK_CS, udp_callback);
if (udp_soc != 0)
{
/* 打开UDP端口号 */
udp_open (udp_soc, LocalPort_NUM);
}

while (1)
{
/* RL-TCPnet处理函数 */
main_TcpNet();

/* 检测DHCP是否获取了IP地址以及UDP通信要访问的远程IP地址是否可以解析出对应的MAC */
DCHP_ARP_Check();

/* 按键消息的处理 */
if(os_evt_wait_or(0xFFFF, usMaxBlockTime) == OS_R_EVT)
{
xResult = os_evt_get ();
switch (xResult)
{
/* 接收到K1键按下消息，给远程UDP设备发送8字节数据 */
case KEY1_BIT0:
/* 用于设置发送次数 */
iCount = 1;
do
{
main_TcpNet();

/* 申请8字节的空间 */
sendbuf = udp_get_buf (8);

if(sendbuf != NULL)
{
/* 初始化8个字节变量 */
sendbuf[0] = '1';
sendbuf[1] = '2';
sendbuf[2] = '3';
sendbuf[3] = '4';
sendbuf[4] = '5';
sendbuf[5] = '6';
sendbuf[6] = '7';
sendbuf[7] = '8';

res = udp_send (udp_soc, Rem_IP, PORT_NUM, sendbuf, 8);

/* 保证发送成功了发送次数才可以减一，这里发送成功并不保证远程设备接受成功 */
if(res == __TRUE )
{
iCount--;
}
}

/*
由于UDP没有重发，应答，流控制等机制，这里简单的做个延迟，
保证远程设备可以接受到数据
*/
os_dly_wait(10);

}while(iCount > 0);
break;

/* 接收到K2键按下消息，给远程UDP设备发送10240字节数据 */
case KEY2_BIT1:
/* 用于设置发送次数，每次1024字节 */
iCount = 10;
do
{
main_TcpNet();

/* 申请1024字节的空间 */
sendbuf = udp_get_buf (1024);

if(sendbuf != NULL)
{
/* 将申请到的1024字节全部清零 */
memset(sendbuf, 0, 1024);

/* 这里仅初始化了每次所发送数据包的前8个字节 */
sendbuf[0] = 'a';
sendbuf[1] = 'b';
sendbuf[2] = 'c';
sendbuf[3] = 'd';
sendbuf[4] = 'e';
sendbuf[5] = 'f';
sendbuf[6] = 'g';
sendbuf[7] = 'h';

res = udp_send (udp_soc, Rem_IP, PORT_NUM, sendbuf, 1024);

/* 保证发送成功了发送次数才可以减一，这里发送成功并不保证远程设备接受成功 */
if(res == __TRUE )
{
iCount--;
}
}

/*
由于UDP没有重发，应答，流控制等机制，这里简单的做个延迟，
保证远程设备可以接受到数据
*/
os_dly_wait(10);

}while(iCount > 0);
break;

/* 接收到K3键按下消息，给远程UDP设备发送2MB数据 */
case KEY3_BIT2:
/* 用于设置发送次数，每次发送1024字节 */
iCount = 2048;
do
{
main_TcpNet();

/* 申请1024字节的空间 */
sendbuf = udp_get_buf (1024);

if(sendbuf != NULL)
{
/* 将申请到的1024字节全部清零 */
memset(sendbuf, 0, 1024);

/* 这里仅初始化了每次所发送数据包的前8个字节 */
sendbuf[0] = 'a';
sendbuf[1] = 'b';
sendbuf[2] = 'c';
sendbuf[3] = 'd';
sendbuf[4] = 'e';
sendbuf[5] = 'f';
sendbuf[6] = 'g';
sendbuf[7] = 'h';

res = udp_send (udp_soc, Rem_IP, PORT_NUM, sendbuf, 1024);

/* 保证发送成功了发送次数才可以减一，这里发送成功并不保证远程设备接受成功 */
if(res == __TRUE )
{

iCount--;
}
}

/*
由于UDP没有重发，应答，流控制等机制，这里简单的做个延迟，
保证远程设备可以接受到数据
*/
os_dly_wait(15);

}while(iCount > 0);
break;

/* 其他的键值不处理 */
default:
break;
}
}
}
}

lee_st · 2017-11-17 10:57:51

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