单片机TCP IP协议栈的实现步骤


前面我们在《单片机TCP IP协议栈实现的原理》一文中为大家介绍了相关的原理和知识。现在为了能更好地方便大家实现这个协议,我们将具体的一些步骤和函数给展现出来。希望对大家有用。那么如何使用单片机TCP IP协议栈呢?用户在拿到一个单片机TCP IP协议栈以后该如何处理呢?其中的处理分为两个部分:上层接口和下层接口。

◆上层接口

用户使用单片机TCP/IP的目的实际非常明了,就是要实现数据的传送,即从PC机(或者另一个单片机)上传送过来的数据能够在本地单片机上接收,反之亦然。所以如果屏蔽底层的话,单片机TCP IP协议栈就是一个传输数据的手段。所以最后归结到了使用send()、recv()函数即可。这就是使用单片机TCP IP协议栈的核心所在。 但是事实上并没有这么简单,因为对于TCP需要有发起连接、接受连接、发送数据、接收数据、关闭连接等操作以配合数据的传输。TCP IP协议栈一般为用户提供如下的接口:

1. 初始化协议栈和释放协议栈的函数接口,类似Init(), Release()之类的函数。

2. 提供类似BSD socket的socket, sendto, recvfro, connect, bind, listen, accept, send, recv, closesocket, shutdown, getpeername, getsockname, htonl, htons, ntohl, ntohs, inet_addr,inet_ntoa,ioctlsocket,setsockopt, getsockopt,select等API函数,用户调用此类函数进行发起连接、接受连接、发送数据、接收数据、关闭连接等操作。

3. 接受连接、接收数据、被动关闭的处理:由于此类操作是上位机发起的,所以TCP IP协议栈必须提供一套机制来处理此类事件的发生。

一般来说有两种方法:

a) 主动等待:例如使用BSD的recv()函数等待数据的到来。

b) 回调机制:采用类似MFC的OnReceive()函数的回调机制,也即是说在接收到数据的时候会自动调用OnReceive()函数。

那么用户如何使用以上的接口来实现远程控制、远程数据采集呢?方法很简单。

例如现在需要实现一个对LED灯的亮和灭的远程控制应用。首先PC机使用TCP/IP发送工具例如SocketDlgTest程序发送一个字节的“1"到开发板(根据开发板的IP地址发送)。开发板在OnReceive函数中发现收到的是“1",那么就通过P1端口将灯打开;反之如果收到的是“0"则将灯熄灭。

如果是实现一个远程数据采集的应用,例如定时进行温度采集。首先PC机使用SocketDlgTest程序等待发来数据。开发板每隔一段时间采集一个数据,然后通过send()函数将数据发送给PC机(根据PC机的IP地址发送),这样PC就接收到了当前的远程温度数据。

◆下层接口

下层接口是一个比较复杂的部分,实际上是TCP IP协议栈和底层硬件的对接问题。如果用户将TCP IP协议栈移植到自己的单片机系统上。由于硬件上存在一定的差异,就需要修改底层代码。这里需要包括:

1.网卡驱动:如果TCP IP协议栈已经提供了网卡驱动,并且驱动和用户使用的网卡芯片一样,那么就相对容易一些。这里只需要修改网卡的基地址即可。否则需要自己动手写驱动程序。如果网卡采用RTL8019AS可以参考老古开发网的单片机与TCP/IP网络。

2.TCP/IP底层接口。一般单片机TCP/IP需要底层为其提供定时中断、网卡中断处理的入口。底层需要做相应的处理。

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