2018年04月22日 | STM32移植lwip之建立tcp客户端

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

#include

#include

/*

*********************************************************************************************************

*                                            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_H

struct 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：

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~