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科星F107开发板网络应用篇之网口与串口（232和485）通讯（TCP服务器模式）学习笔记.pd.pdf (990.7 KB, 下载次数: 95) 2014-5-21 16:52 上传 点击文件名下载附件

                        科星F107开发板网络应用篇之网口与串口（232和485）通讯 （TCP服务器模式）

硬件：
1、        电脑一台、
2、        USB转串口线一根
3、        USB转RS485转换器一个
4、        科星F107开发板一块
软件：
1、        串口调试助手
2、        TCP调试助手
3、        IAR5.4或者MDK4.2
4、        开发板程序：科星F107开发板网络应用篇之网口与串口（232和485）通讯（TCP服务器模式）.rar 
PS：下面这段和“科星F107开发板网络应用篇之网口与串口通讯（TCP服务器模式）学习笔记”是一模一样的，期间的内容，我想了下还是不做修改了，直接在后面添加了，如果看过的话，请直接跳转到讲RS485的地方，加个链接试试
点我跳到485部分

*******************************************************************************
本程序实现了网口与串口之间的通信，是由科星原有例程tcp通信修改而来，在其基础上加入了中断方式的串口输入输出程序（也是科星的原有例程），在学习本例程之前，基础不是很好的朋友，希望先看下两个基本的例程，熟悉了那两个例程之后，这个例程就很容易理解了。
在串口中断判断一帧数据接收完成这里，还是和原来例程保持一致，使用定时器中断TIM2来做计时，当收到一个字节数据之后开始计时，在设定的时间内收到新数据则计时器清零，重新计时，直到当收到一个字节数据之后，在设定的时间内没有收到新数据则认为一帧数据的接收完成。
PS：程序中没有加入接收到的数据长度超过接收缓冲区时的操作，希望大家注意！超过时，怎么办？我相信大家都可以搞定，接收收据时有一个记录接收收据长度的变量，咱们去判断这个变量是否超过了，咱们设定的缓冲区的长度就好了，一个if就搞定，缓冲区接收满，发送一次，记录接收长度的量清零，就好了，相信大家都很容易实现，这里为了程序简单就没做太多完善性的工作，怕程序写的太大，不容易看懂，入门以后，那些对你们都不算事了。

前面两段话说的有点多，可能一些朋友没理解，下面我用小学数学给大家解释一下：
假设：
1、        接收数据data1的时间为t1
2、        接收数据data1的下一个字节数据data2的时间为t2
3、        咱们设定的一个固定的时间段为 t
当t2-t1>t时，认为data2和data1没啥关系，data2是下一帧数据了
当t2-t1<t时，认为data2和data1有关系，data1和data2是在同一帧数据里面

这个只是解释，实际不是这么操作的，实际的操作如下：
1、        接收到数据data1，定时器开始计时
2、        当定时器未触发中断，也就是计时的时间还没到咱们设定的一个固定的时间，这时data2来了，就认为data2和data1是一帧数据，然后计时清零，重新计时，重复这个操作
3、        比如接收完data12之后，计时达到咱们设定的时间，可恶的data13还没来，就认为data13不是一帧数据，然后data1和data2到data12这一帧数据就认为接收完成了
4、        这里咱们最好看一下，接收的长度，这里是12，但是如果咱们接收缓冲区设定的是10不就坏了么，数组溢出了，数组溢出后果很严重啊。所以，这里判断一下吧，我懒得加了，O(∩_∩)O哈哈~
说了这么多，还是不理解的话，那就问度娘吧，我无能为力了。

        前面说了这么多，就是个铺垫，因为要把前面的串口中断的例程加到tcp通讯的例程上，其实就是添加了串口和定时器的初始化。下面我们一起看一下程序：
看程序，当然先看main函数了，恍然一看，main函数结构简单粗暴，虽然没有注释应该也都知道每个函数都是干啥的，O(∩_∩)O哈哈~
int main(void)
{
    System_Setup();
    LwIP_Init();
    TcpServer_Init();
   
    while (1)
    {   
        RS232_to_TCP();
        LwIP_Periodic_Handle(LocalTime);
    }
}
函数System_Setup();就是初始化了，说实话，写的有点乱，大家凑活看，毕竟东拼西凑的程序，基本的初始化，没特殊的东西，就是把用到的串口、定时器、NVIC都给初始化好，其实就是从基础例程复制过来，这里需要注意的是NVIC的设置，优先级要搞好，否则TCP连接不上，我开始就随意写的NVIC的优先级，后来tcp通讯不上，改了下就好了。
下面函数是LwIP_Init();，也没啥说的，就是初始化LwIP协议栈，不清楚的看tcp通讯例程的笔记了，这里看一下IP就好了，如下：
IP4_ADDR(&ipaddr, 192, 168, 0, 8);
IP4_ADDR(&netmask, 255, 255, 255, 0);
IP4_ADDR(&gw, 192, 168, 0, 1);

再下面是函数TcpServer_Init();这个还是比较重要的，实现的功能是把tcp接收到的数据转到串口，然后从串口输出，下面我们看一下函数：
void TcpServer_Init(void)
{
    struct tcp_pcb *pcb;                                   
    /* Create a new TCP control block  */
    pcb = tcp_new();                                                  
    /* Assign to the new pcb a local IP address and a port number */
    /* Using IP_ADDR_ANY allow the pcb to be used by any local interface */
    tcp_bind(pcb, IP_ADDR_ANY, TcpServer_RS232_PORT);   //端口号默认 23   
    /* Set the connection to the LISTEN state */
    pcb = tcp_listen(pcb);                               
    /* Specify the function to be called when a connection is established */       
    tcp_accept(pcb, TcpServer_RS232_accept);                                                                          
}
这里的函数都有注释，就是新建一个TCP控制块，然后设定下端口号，然后监听，因为这里是服务器嘛。然后就是最重要的大家称为回调函数的TcpServer_RS232_accept，我们看一下回调函数里面都做了些什么：
/**
  * @brief  This function when the Telnet connection is established
  * @param  arg  user supplied argument
  * @param  pcb         the tcp_pcb which accepted the connection
  * @param  err         error value
  * @retval ERR_OK
  */
static err_t TcpServer_RS232_accept(void *arg, struct tcp_pcb *pcb, err_t err)
{     
    tcp_setprio(pcb, 2); //设置回调函数优先级
    tcp_recv(pcb,TcpServer_RS232_recv); //设置TCP段到时的回调函数
    err = ERR_OK;
    return err;
}
其实这个函数主要看的还是调用的一个回调函数TcpServer_RS232_recv，函数如下：
static err_t TcpServer_RS232_recv(void *arg, struct tcp_pcb *pcb,struct pbuf *p,err_t err)
{
    if(p != NULL)
    {
        tcp_recved(pcb, p->tot_len);//获取数据长度 tot_len：tcp数据块的长度
        RS232_Send_Data(p->payload,p->tot_len);        // payload为TCP数据块的起始位置
        pbuf_free(p);                                                 /* 释放该TCP段 */
    }
    else
    {
        tcp_close(pcb); //如果客户端断开连接，则服务器也应断开
    }
    err = ERR_OK;
    return err;
}
这里就是将接收到tcp的数据，通过串口发送出去，串口发送的函数是
RS232_Send_Data(p->payload,p->tot_len); 串口发送的函数自己自己看一下就好了，咱们看一下这个里面的参数p，可能有些朋友没仔细看过，感觉有点晕，看一下p的定义“struct pbuf *p”，P是结构体指针，结构体pbuf的定义如下，主要用到了里面的两个量的解释如下：
struct pbuf {
  /** next pbuf in singly linked pbuf chain */
  struct pbuf *next;

  /** pointer to the actual data in the buffer */
  void *payload;
  /**
   * total length of this buffer and all next buffers in chain
   * belonging to the same packet.
   *
   * For non-queue packet chains this is the invariant:
   * p->tot_len == p->len + (p->next? p->next->tot_len: 0)
   */
  u16_t tot_len;
  
  /** length of this buffer */
  u16_t len;  

  /** pbuf_type as u8_t instead of enum to save space */
  u8_t /*pbuf_type*/ type;

  /** misc flags */
  u8_t flags;

  /**
   * the reference count always equals the number of pointers
   * that refer to this pbuf. This can be pointers from an application,
   * the stack itself, or pbuf->next pointers from a chain.
   */
  u16_t ref;
};

        这里函数TcpServer_Init();就过了一遍，总结下吧，建立一个tcp控制块，绑定到一个端口，然后把tcp接收到的数据通过串口发送出去。

        下面看下一函数RS232_to_TCP(); 实现的功能是把串口接收到的数据，通过tcp协议，发送出去，下面我们看函数内部：
void RS232_to_TCP(void)
{  
    struct tcp_pcb *cpcb;
    u32 RS232_TCP_send_counter=0;
   
    if(flag_rev_finish == 1)        //如果RS232接收一字节后，在规定时间间隔内,没有再接收到数据
    {
        flag_rev_finish = 0;
        RS232_TCP_send_counter = uart1_rev_count;//要发送到TCP上的数据长度即为RS232接收到的数据长度。
        uart1_rev_count = 0;                //RS232接收计数器清零，准备接收下一帧数据。
        
        // 向已经建立连接的所有tcp客户端发送RS232数据
        for(cpcb = tcp_active_pcbs;cpcb != NULL; cpcb = cpcb->next)
        {
            tcp_write(cpcb,RxBuffer1,RS232_TCP_send_counter,TCP_WRITE_FLAG_COPY);
            tcp_output(cpcb);
        }
    }
}


        变量flag_rev_finish 就是之前说的，串口接收一帧数据完成的标识，是在定时器中断中置1的，咱们看下定制器中断串口中断的操作：
void TIM2_IRQHandler(void)
{   
  /***清楚tim中断和关闭tim中断，在uart接受中断里  有相应的使能****/
   TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);//触发定时器中断时，则定时器禁能，直到串口中断接收数据时再打开
   TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
/****copy Uart0_rev_count的值****/
   uart1_rev_count=RxCounter1;
   RxCounter1=0;
   flag_rev_finish=1;
}

void USART1_IRQHandler(void)
{
    if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)
    {   
        TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);//串口有数据接收时打开定时器中断开始计时
        TIM2->CNT &= 0x0000;//定时器延时设置  每次接收清零 当接受间隔超过定时器定的值时  进入tim中断  认为一帧接受完成
        
        RxBuffer1[RxCounter1++] = USART_ReceiveData(USART1);//这里需要注意RxCounter1的值不要超过串口缓冲区RxBuffer1的长度，否则数组溢出，后果很严重
        USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);
    }
}
        串口接收一帧数据的机制相比大家也看懂了吧，看不懂我也没法，还是问度娘吧，谷歌也行，我只能如此了，你们也别问为啥我不加那个溢出的判断，懒得改了，我都改好了，你们就没改的了，留点给你们改吧，O(∩_∩)O哈哈~，开个玩笑了。
        下面看一下tcp的发送，这里用的函数tcp_write
    // 向已经建立连接的所有tcp客户端发送RS232数据
    for(cpcb = tcp_active_pcbs;cpcb != NULL; cpcb = cpcb->next)
    {
        tcp_write(cpcb,RxBuffer1,RS232_TCP_send_counter,TCP_WRITE_FLAG_COPY);
        tcp_output(cpcb);
    }
        这里看一下变量tcp_active_pcbs，它是这样定义的：
/** List of all TCP PCBs that are in a state in which they accept or send data. */
/*所有在accept或者send数据状态的TCP PCB列表 */  
struct tcp_pcb *tcp_active_pcbs;
        也就是向已经建立连接的tcp客户端发送数据了，这个就讲到这里吧，本人才疏学浅，望大家见谅，程序借鉴了网友的一些东西，还望海涵，谢谢！
       


下面我们将程序烧录到开发板，测试一下：
1、        烧录不多说了，运行程序
2、        打开串口调试助手，选择好端口号，设置下波特率等参数
7.png (115.11 KB, 下载次数: 0) 下载附件 2014-5-21 16:54 上传
        好吧，就这样了，通讯基本都讲完了，其实也没讲什么，主要就是告诉大家如何在现有的基础例程上面添加新的功能，多谢大家！

最后附上笔记和源码