STM32移植lwip之建立tcp客户端

来源:互联网 发布:windows xp自动安装 编辑:程序博客网 时间:2024/05/22 07:01

本篇目标:在之前能ping通pc机的工程基础上搭建tcp客户端,并可以主动发数据给pc机,同时也能与pc机收发数据,并在网络调试工具上显示

材料准备:

  • 基础工程:修改后能ping通pc机的工程(STM32官方移植lwip修改代码)
  • 调试工具:用来调试tcp连接下的数据接收(网络调试助手)
  • 搭建工程:最终搭建好tcp客户端数据接收的工程(tcp客户端建立工程)

搭建TCP客户端

搭建TCP客户端的过程与上一章TCP服务器也相似,所以尽量把重点的地方加粗显示来区别
在搭建TCP客户端之前可以先理一下概念,客户端与服务器的区别:

  • 客户端:主动建立tcp去连接目标IP
  • 服务器:拥有静态IP,能让其他设备被动连接

因此用STM32搭建的TCP客户端主动去连接PC机创建的虚拟服务器,并完成收发数据的动作,接下来创建新的c文件,为tcp_client.c,编写三个函数:

  • tcp服务器初始化函数 Tcp_Client_Init() :
void Tcp_Client_Init(void){        struct tcp_pcb *tcp_client_pcb;        struct ip_addr ipaddr;        /* 将目标服务器的IP写入一个结构体 */        IP4_ADDR(&ipaddr, 192, 168, 0, 1);        /* 为tcp客户端分配一个tcp_pcb结构体    */        tcp_client_pcb = tcp_new();        /* 绑定本地端号和IP地址 */        tcp_bind(tcp_client_pcb, IP_ADDR_ANY, 80);        if (tcp_client_pcb != NULL)        {                /* 与目标服务器进行连接,参数包括了目标端口和目标IP */                tcp_connect(tcp_client_pcb, &ipaddr, 80, tcp_client_connected);        }}

小结:上面函数主要就是为搭建tcp客户端做准备,将目标IP写入结构体,以后创建与目标服务器的连接,并设置了连接的回调函数;

  • 连接回调函数 tcp_client_connected() :
static err_t tcp_client_connected(void *arg, struct tcp_pcb *pcb, err_t err){        /* 确认监听与连接 */        tcp_arg(pcb, mem_calloc(sizeof(struct name), 1));        /* 发送一个建立连接的问候字符串*/        tcp_write(pcb, "hello \n", strlen("hello \n"), 0);        /* 配置接收回调函数 */        tcp_recv(pcb, tcp_client_recv);        return ERR_OK;}

小结:同样,这个函数最后通过最后一个函数的调用,指向接收处理数据的回调函数;

  • 接收数据处理函数 tcp_client_recv() :
static err_t tcp_client_recv(void *arg, struct tcp_pcb *pcb, struct pbuf *tcp_recv_pbuf, err_t err){        struct pbuf *tcp_send_pbuf;        struct name *name = (struct name *)arg;        if (tcp_recv_pbuf != NULL)        {                /* 扩大收发数据的窗口 */                tcp_recved(pcb, tcp_recv_pbuf->tot_len);                if (!name)                {                        pbuf_free(tcp_recv_pbuf);                        return ERR_ARG;                }                /* 将接收的数据拷贝给发送结构体 */                tcp_send_pbuf = tcp_recv_pbuf;                /* 将接收到的数据再转发出去 */                tcp_write(pcb, tcp_send_pbuf->payload, tcp_send_pbuf->len, 1);                /* 换行 */                tcp_write(pcb, "\r\n", strlen("\r\n"), 1);                pbuf_free(tcp_recv_pbuf);        }        else if (err == ERR_OK)        {                /* 释放内存 */                mem_free(name);                return tcp_close(pcb);        }        return ERR_OK;}

小结:此函数将接收到的数据拷贝一份,然后再发送出去,实现简单的收发工程测试;

ps:tcp_client.c 还有头文件的包含,函数的定义;另外再编写一个tcp_client.h文件,包含宏定义,结构体定义,函数定义;在下面贴出这两个文件的源码;

接下来,只要在main函数添加初始化函数Tcp_Client_Init()就可以了,添加在while循环和lwip_init()之间就可以了,还不要忘了 #include “tcp_client.h”


文件源码

  • tcp_client.c
#include "lwip/debug.h"#include "lwip/stats.h"#include "lwip/tcp.h"#include "tcp_client.h"#include <string.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>/***********************************************************************************************************                                            LOCAL TABLES**********************************************************************************************************/static err_t tcp_client_connected(void *arg, struct tcp_pcb *pcb, err_t err);static err_t tcp_client_recv(void *arg, struct tcp_pcb *pcb, struct pbuf *tcp_recv_pbuf, err_t err);/***********************************************************************************************************                                      LOCAL FUNCTION PROTOTYPES**********************************************************************************************************//*** * 函数名称 : Tcp_Client_Init(); * * 函数描述 : TCP服务器初始化; * * 传递值    : 无; * * 返回值   : 无; * **/void Tcp_Client_Init(void){        struct tcp_pcb *tcp_client_pcb;        struct ip_addr ipaddr;        /* 将目标服务器的IP写入一个结构体,为pc机本地连接IP地址 */        IP4_ADDR(&ipaddr, 192, 168, 0, 1);        /* 为tcp客户端分配一个tcp_pcb结构体    */        tcp_client_pcb = tcp_new();        /* 绑定本地端号和IP地址 */        tcp_bind(tcp_client_pcb, IP_ADDR_ANY, 80);        if (tcp_client_pcb != NULL)        {                /* 与目标服务器进行连接,参数包括了目标端口和目标IP */                tcp_connect(tcp_client_pcb, &ipaddr, 80, tcp_client_connected);        }}/*** * 函数名称 : tcp_client_connected(); * * 函数描述 : lwip数据接收回调函数,包含对tcp连接的确认,接收回调函数的配置; * * 传递值    : *arg, *pcb, err ; * * 返回值   : ERR_OK 无错误; * **/static err_t tcp_client_connected(void *arg, struct tcp_pcb *pcb, err_t err){        /* 确认监听与连接 */        tcp_arg(pcb, mem_calloc(sizeof(struct name), 1));        /* 发送一个建立连接的问候字符串*/        tcp_write(pcb, "hello \n", strlen("hello \n"), 0);        /* 配置接收回调函数 */        tcp_recv(pcb, tcp_client_recv);        return ERR_OK;}/*** * 函数名称 : tcp_client_recv(); *  * 函数描述 : 接受到数据后,将数据拷贝转发出去; *  * 传递值     : *arg, *pcb, *tcp_recv_pbuf, err; *  * 返回值   : ERR_ARG 非法逻辑,ERR_OK无错误; *  **/static err_t tcp_client_recv(void *arg, struct tcp_pcb *pcb, struct pbuf *tcp_recv_pbuf, err_t err){        struct pbuf *tcp_send_pbuf;        struct name *name = (struct name *)arg;        if (tcp_recv_pbuf != NULL)        {                /* 扩大收发数据的窗口 */                tcp_recved(pcb, tcp_recv_pbuf->tot_len);                if (!name)                {                        pbuf_free(tcp_recv_pbuf);                        return ERR_ARG;                }                /* 将接收的数据拷贝给发送结构体 */                tcp_send_pbuf = tcp_recv_pbuf;                /* 将接收到的数据再转发出去 */                tcp_write(pcb, tcp_send_pbuf->payload, tcp_send_pbuf->len, 1);                /* 换行 */                tcp_write(pcb, "\r\n", strlen("\r\n"), 1);                pbuf_free(tcp_recv_pbuf);        }        else if (err == ERR_OK)        {                /* 释放内存 */                mem_free(name);                return tcp_close(pcb);        }        return ERR_OK;}
  • tcp_client.h
#ifndef TCP_CLIENT_H#define TCP_CLIENT_H/***********************************************************************************************************                                              INCLUDE FILES**********************************************************************************************************//***********************************************************************************************************                                               CONSTANTS**********************************************************************************************************//***********************************************************************************************************                                             PERIPH DEFINES**********************************************************************************************************/#define     MAX_NAME_SIZE       32#ifndef TCP_SERVER_Hstruct name{        int     length;        char    bytes[MAX_NAME_SIZE];};#endif/***********************************************************************************************************                                               DATA TYPES**********************************************************************************************************//***********************************************************************************************************                                            GLOBAL VARIABLES**********************************************************************************************************//***********************************************************************************************************                                                 MACRO'S**********************************************************************************************************//***********************************************************************************************************                                           FUNCTION PROTOTYPES**********************************************************************************************************/void Tcp_Client_Init(void);/**********************************************************************************************************                                             MODULE END**********************************************************************************************************/#endif /* TCP_CLIENT_H */

tcp服务器收发测试

将工程编译后,烧进stm32,先把stm32的电源断掉,将网线与pc机连接,打开网络调试助手:

  1. 顶部菜单选择网络服务器
  2. 服务器操作端口输入80,点击创建
  3. 可以点击清接受区,将接收区的文字清除
  4. 确认PC的本地连接IP为 192.168.0.1 (这个IP地址由上面设定,当然也可以修改PC机本地连接IP地址与上面 IP4_ADDR(&ipaddr, 192, 168, 0, 1) 设定的一样)
  5. 这时可以给stm32上电,观察调试工具,记录区显示(远程 IP:192.168.0.10:80 与服务器建立连接!);接收区显示(hello字符);客户端列表显示(192.168.0.10:80,为stm32客户端的IP地址和端口号)
  6. 在发送区输入字符串,点击发送,在接收区可以看到客户端返回的数据

有图有真相:

tcp客户端收发测试


总结:上面只是搭建了最简单的tcp客户端用来收发数据,官方建立tcp客户端的程序将初始化放在了中断里面,这样的好处就是可以随时与服务器进行连接,而上面写的程序没有用到中断,所以必须在上电之前将stm32与pc机用网线连接,并且pc机用调试工具搭建好虚拟服务器,才能够顺利连接上;
tcp客户端的建立很大程度上搭建在tcp服务器的基础上,也比较相似,之后需要多看看lwip源码的解析才能深刻了解内部的机制,共勉~

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