第30章 RL-TCPnet之SNTP网络时间获取

STM32

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本章节为大家讲解RL-TCPnet的SNTP应用，学习本章节前，务必要优先学习第29章的NTP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。
30.1 初学者重要提示
30.2 可用的NTP服务器
30.3 SNTP函数
30.4 SNTP配置说明（Net_Config.c）
30.5 SNTP调试说明（Net_Debug.c）
30.6 网络调试助手和板子的操作步骤
30.7 实验例程说明（裸机）
30.8 实验例程说明（RTX）
30.9 总结

lee_st · 2017-11-30 08:31:07

Off：表示关闭此选项的调试功能。
Errorsonly：表示仅在此选项出错时，将其错误打印出来。
Fulldebug：表示此选项的全功能调试。
下面是对SNTP Debug配置为Full debug时，打印出来的消息（NTP服务器采用的182.16.3.162）：

lee_st · 2017-11-30 08:31:39

30.6 板子的操作步骤

本章的操作相对比较简单，用户务必将板子连接到能够联网的路由器或者交换机上。串口会每秒打印一次获取的UNIX时间戳（波特率115200，数据位8，奇偶校验位无，停止位1）：

lee_st · 2017-11-30 09:03:19

30.7 实验例程说明（裸机）

30.7.1 STM32F407开发板实验
实验目的：
   1.    学习RL-TCPnet的SNTP使用。
实验内容：
   1.    务必将网线接到能够联网的路由器或者交换机上面测试，因为本实验要用到外网。
   2.    本实验串口每秒打印一次从NTP服务器获取的时间。
   3.    国内免费稳定的SNTP服务器很少，当前使用的这个时好时坏，如果大家测试不成功的话也是正常的。
实验操作：
   详见本章节30.6小节。
配置向导文件设置（Net_Config.c）：
   详见本章节30.4小节。
调试文件设置（Net_Debug.c）：
   详见本章节30.5小节。

lee_st · 2017-11-30 09:03:40

程序设计：
主函数初始化
在main.c文件实现：

lee_st · 2017-12-3 13:31:37

/*
*********************************************************************************************************
*    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();

     /* 进入RL-TCPnet测试函数 */
     TCPnetTest();
}

lee_st · 2017-12-3 13:32:01

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);

     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_InitLed();     /* 初始LED指示灯端口 */
     bsp_InitTimer();   /* 初始化滴答定时器 */
}

lee_st · 2017-12-3 13:32:26

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，此文件主要实现从远程NTP服务器获取当前日期和时间，精度到秒。
/*
*********************************************************************************************************
*                                      用于本文件的调试
*********************************************************************************************************
*/
#if 1
     #define printf_debug printf
#else
     #define printf_debug(...)
#endif

/*
**********************************************************************************************************
                                                   变量
**********************************************************************************************************
*/
U8 ntp_server[4] = {182,16,3,162};  /* SNTP服务器地址 */

/*
*********************************************************************************************************
*    函数名: time_cback
*    功能说明: SNTP获取时间回到函数
*    形    参: 无
*    返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void time_cback (uint32_t time)
{
     struct tm *t_tm;

     if (time == 0)
     {
         printf_debug ("错误, 服务器未响应或者网络状态比较差rn");
     }
     else
     {
         /* 由于是格林尼治时间，所以北京时间要加8个小时 */
         time += 8*60*60;

         /* 将获取的UNIX时间戳转换成年月日时分秒的格式 */
         t_tm = localtime((unsigned int *)&time);

         /* 格林尼治时间是从1900年开始的，这要加上 */
         t_tm->tm_year += 1900;

         /* 获取的月份范围是0-11，这里要加1 */
         t_tm->tm_mon += 1;

         printf_debug ("UNIX时间戳：%d 日期：%02d/%02d/%02d  时间：%02d:%02d:%02drn",
                        time,
                        t_tm->tm_year,
                          t_tm->tm_mon,
                          t_tm->tm_mday,
                          t_tm->tm_hour,
                          t_tm->tm_min,
                          t_tm->tm_sec);
     }
}
/*
*********************************************************************************************************
*    函数名: get_time
*    功能说明: 从SNTP服务器获取当前时间
*    形    参: 无
*    返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void get_time (void)
{
     if (sntp_get_time((U8 *)&ntp_server[0], &time_cback) == __TRUE)
     {
         printf_debug ("SNTP请求已经发送成功rn");
     }
     else
     {
         printf_debug ("失败, SNTP未就绪或者参数错误rn");
     }
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函数名: tcpnet_poll
*    功能说明: 使用TCPnet必须要一直调用的函数
*    形    参: 无
*    返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void tcpnet_poll(void)
{
     if(bsp_CheckTimer(0))
     {
         bsp_LedToggle(2);

         /* 此函数坚决不可以放在中断里面跑 */
         timer_tick ();
     }

     main_TcpNet ();
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函数名: TCPnetTest
*    功能说明: TCPnet应用
*    形    参: 无
*    返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void TCPnetTest(void)
{
     /* 初始化网络协议栈 */
     init_TcpNet ();

     /* 创建一个周期是100ms的软定时器 */
    bsp_StartAutoTimer(0, 100);

     /* 再创建一个周期是1000ms的软定时器 */
     bsp_StartAutoTimer(1, 1000);

     while (1)
     {
         /* TCP轮询 */
         tcpnet_poll();

          /* 每秒从NTP服务器获取一次时间 */
         if(bsp_CheckTimer(1))
         {
              get_time();
         }
     }
}

lee_st · 2017-12-3 13:32:49

30.7.2 STM32F429开发板实验

实验目的：
   1.    学习RL-TCPnet的SNTP使用。
实验内容：
   1.    务必将网线接到能够联网的路由器或者交换机上面测试，因为本实验要用到外网。
   2.    本实验串口每秒打印一次从NTP服务器获取的时间。
   3.    国内免费稳定的SNTP服务器很少，当前使用的这个时好时坏，如果大家测试不成功的话也是正常的。
实验操作：
   详见本章节30.6小节。
配置向导文件设置（Net_Config.c）：
   详见本章节30.4小节。
调试文件设置（Net_Debug.c）：
   详见本章节30.5小节。

lee_st · 2017-12-3 13:33:06

程序设计：
主函数初始化
   在main.c文件实现：
/*
*********************************************************************************************************
*    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();

     /* 进入RL-TCPnet测试函数 */
     TCPnetTest();
}

lee_st · 2017-12-3 13:33:24

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);

     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_InitLed();     /* 初始LED指示灯端口 */
     bsp_InitTimer();   /* 初始化滴答定时器 */
}

lee_st · 2017-12-3 13:33:44

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，此文件主要实现从远程NTP服务器获取当前日期和时间，精度到秒。
/*
*********************************************************************************************************
*                                      用于本文件的调试
*********************************************************************************************************
*/
#if 1
     #define printf_debug printf
#else
     #define printf_debug(...)
#endif

/*
**********************************************************************************************************
                                                   变量
**********************************************************************************************************
*/
U8 ntp_server[4] = {182,16,3,162};  /* SNTP服务器地址 */

/*
*********************************************************************************************************
*    函数名: time_cback
*    功能说明: SNTP获取时间回到函数
*    形    参: 无
*    返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void time_cback (uint32_t time)
{
     struct tm *t_tm;

     if (time == 0)
     {
         printf_debug ("错误, 服务器未响应或者网络状态比较差rn");
     }
     else
     {
         /* 由于是格林尼治时间，所以北京时间要加8个小时 */
         time += 8*60*60;

         /* 将获取的UNIX时间戳转换成年月日时分秒的格式 */
         t_tm = localtime((unsigned int *)&time);

         /* 格林尼治时间是从1900年开始的，这要加上 */
         t_tm->tm_year += 1900;

         /* 获取的月份范围是0-11，这里要加1 */
         t_tm->tm_mon += 1;

         printf_debug ("UNIX时间戳：%d 日期：%02d/%02d/%02d  时间：%02d:%02d:%02drn",
                        time,
                        t_tm->tm_year,
                          t_tm->tm_mon,
                          t_tm->tm_mday,
                          t_tm->tm_hour,
                          t_tm->tm_min,
                          t_tm->tm_sec);
     }
}
/*
*********************************************************************************************************
*    函数名: get_time
*    功能说明: 从SNTP服务器获取当前时间
*    形    参: 无
*    返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void get_time (void)
{
     if (sntp_get_time((U8 *)&ntp_server[0], &time_cback) == __TRUE)
     {
         printf_debug ("SNTP请求已经发送成功rn");
     }
     else
     {
         printf_debug ("失败, SNTP未就绪或者参数错误rn");
     }
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函数名: tcpnet_poll
*    功能说明: 使用TCPnet必须要一直调用的函数
*    形    参: 无
*    返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void tcpnet_poll(void)
{
     if(bsp_CheckTimer(0))
     {
         bsp_LedToggle(2);

         /* 此函数坚决不可以放在中断里面跑 */
         timer_tick ();
     }

     main_TcpNet ();
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函数名: TCPnetTest
*    功能说明: TCPnet应用
*    形    参: 无
*    返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void TCPnetTest(void)
{
     /* 初始化网络协议栈 */
     init_TcpNet ();

     /* 创建一个周期是100ms的软定时器 */
    bsp_StartAutoTimer(0, 100);

     /* 再创建一个周期是1000ms的软定时器 */
     bsp_StartAutoTimer(1, 1000);

     while (1)
     {
         /* TCP轮询 */
         tcpnet_poll();

          /* 每秒从NTP服务器获取一次时间 */
         if(bsp_CheckTimer(1))
         {
              get_time();
         }
     }
}

lee_st · 2017-12-3 13:34:06

30.8 实验例程说明（RTX）

30.8.1 STM32F407开发板实验

实验目的：
   1.    学习RL-TCPnet的SNTP使用。
实验内容：
   1.    务必将网线接到能够联网的路由器或者交换机上面测试，因为本实验要用到外网。
   2.    本实验串口每秒打印一次从NTP服务器获取的时间。
   3.    国内免费稳定的SNTP服务器很少，当前使用的这个时好时坏，如果大家测试不成功的话也是正常的。
实验操作：
   详见本章节30.6小节。
配置向导文件设置（Net_Config.c）：
   详见本章节30.4小节。
调试文件设置（Net_Debug.c）：
   详见本章节30.5小节。

lee_st · 2017-12-3 13:34:39

RTX配置：
RTX配置向导详情如下：

lee_st · 2017-12-3 13:35:04

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 · 2017-12-3 13:35:20

RTX任务调试信息：

lee_st · 2017-12-3 13:35:45

程序设计：
任务栈大小分配：
   staticuint64_t AppTaskUserIFStk[1024/8]; /* 任务栈 */
   staticuint64_t AppTaskLEDStk[1024/8];    /* 任务栈 */
   staticuint64_t AppTaskMsgProStk[1024/8];  /* 任务栈 */
   staticuint64_t AppTaskTCPMainStk[2048/8]; /* 任务栈 */
   staticuint64_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 · 2017-12-3 13:36:06

系统栈大小分配：

lee_st · 2017-12-3 13:36:22

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 · 2017-12-3 13:36:41

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);

     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_InitLed();    /* 初始LED指示灯端口 */
}

lee_st · 2017-12-3 13:36:59

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 */
}

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第30章 RL-TCPnet之SNTP网络时间获取

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