四轴飞行器wifi开发板及其lwip编程指南

TCP/IP协议栈应

LwIP接口及编程指LwIP，RAW摘LwIP在无操作系统支持环境下的API函数介绍及编程应用。首先，介绍了RAWAPI的特点及优缺点，然后逐个介绍了LwIP提供的所有的RAWAPI函数，修订历修改了UDP服务器的程序。因为作为服务器的主机并不一定参数中获取了客户机的IP地址及端等信息。销售与服务网络（一广州周立功单片机发地址：广州市天河北路689号光大银行12楼F4：510630 ：

地址：市海淀区知春路113号银网中心A1207-1208室（中发电子市场斜对面）

室

地址：市一环路南二段1号数码同人港401（磨子桥立交西北角地址：市深南中路2070号电子科技C座楼D

地址：市洪山区广埠屯珞瑜路158号12128（华中电脑数码市场

销售与服务网络（二广州致远 技术支持CAN-

iCAN及模块

ARM嵌入式系统

销售维修目TOC\o"1-2"\h\z\u简 RAWAPI参考手 简介——回调函 应用程序状态设置函 建立TCP连接函 TCP数据发送函 TCP数据接收函 应用程序轮询工作原理及相关函 关闭与中止连接的函 底层TCP接 UDP接口函 应用程序实 UDP服务器通信实 UDP客户端通信实 TCP客户端通信实 工程技术笔 ©2008GuangzhouZHIYUANElectronics 简low-level"core"/"callback"or"raw"——低水平的、基于回调函数的API（后面直接称RAWhigher-level"sequential"——高水平的、连续的API（后面直接称sequentialLwIP栈编程的时候，sequentialAPIBSD质上讲，TCP/IP协议栈的通信过程是驱动的，因此，TCP/IP的代码和用户应用程序的下面，这篇文档的剩余部分我们来讨论RAWAPI，关于sequentialAPI的编程使用方法作使用RAWAPI进行TCP/IP编程，可以使应用程序的代码和TCP/IP协议栈的代码很好地结合起来。程序的执行机制是以回调函数为基础的驱动的，同时回调函数也是被TCP/IP代码直接调用的。TCP/IP代码和应用程序的代码运行在同一个线程里面。sequentialRAWAPI接口函数不仅在程序代码的执行时间上更快，而且在运行中它也占用更少的和RAM都较小的嵌入式系统中，这也是我们优先考虑采用的方法。API我们可以同时采用。实际上，sequential就是一种利用RAWAPI来实现的一种属于协议本体的应用程序RAWAPI简介程序的执行是靠回调函数来驱动的。每一个回调函数也只不过是一个能够直接被TCP/IP代码调用的普通的C语言函数。每一个回调函数的调用都是传递一个当前连接UDP或TCP的状态。另外，为了使应用程序有一个明确的执行状态，回调函数的指定是可编程的，并且是独立于TCP/IP状态之外的。该函数用于传递给应用程序的具体状态，在控制块标志建立以后调用，即在函数tcp_new()(请见表2.2)调用之后才能调用，该函数的详细描述请见表2.12.1函数voidtcp_arg(structtcp_pcb*pcb,voidpcb：当前TCParg：需要传递给回调函数的参无TCP连接函sequentialAPIBSDsocketAPI都非常相似。一个新的TCP连接的标志(实质上是一个协议控制块-PCB)tcp_new()函数来创建。连接创建后，该PCB可以进入状态，等待数据接收的连接信号，也可以直接连接另外一个主机。函数的详细描述请见表2.2。2.2函数建立一个新的连接标志structtcp_pcb无 正常建立了连接标志，返回建立的NULL：新的pcb内存不可该函数用户绑定本地的P地址和端，用户可以将其绑定在一个任意的本地P地址tc_2.2。表2.3函数绑定本地IPerr_ttcp_bind(structtcp_pcb*pcb,structip_addr*ipaddr,u16_t 准备绑定的连接，类似于BSD标准中的port：绑定的本地端。注意：千万不要和其它的应用程序产ERR_OK：正确地绑定了指定的连 指定的端已经绑定了接，产生当一个正在请求的连接被接收时，由tcp_accept()(请见表2.7)函数指定的回调函数将会被调用。当然，在调用本函数前，必须首先调用函数tcp_bind()(2.3)来绑定一个本地的IP地址和端。该函数的详细描述请见表2.4。2.4函数structtcp_pcb*tcp_listen(structtcp_pcbpcb:返回一个新的连接标志pcb，它作为一个参数传递给将要被分派的函数。这样做的原因是处于状态的连接一般只需要较小的内存，于是函数tcp_listen()就会收回原始连接的NULL：状态的连接的内存块不可用时，返回NULL。如果这样的话，作为参数传递给函tcp_listen()的pcb所占用的内存将不能够被分配通过参数backlog来实现的。要使用该函数，需要在配置文件lwipopts.h中设置TCP_LISTEN_BACKLOG=1。该函数的详细描述请见表2.5。2.5函数structtcp_pcb*tcp_listen_with_backlog(structtcp_pcb*pcb,u8_t backlog:限制队列中连接的数pcb:返回一个新的连接标志pcb，它作为一个参数传递给将要被分派的函数。这样做的原因是处于状态的连接一般只需要较小的内存，于是函数tcp_listen()就会收回原始连接的NULL：状态的连接的内存块不可用时，返回NULL。如果这样的话，作为参数传递给函tcp_listen()的pcb所占用的内存将不能够被分这个函数通常在“accept”的回调函数中被调用。它允许LwIP去执行一些内务工作，2.6函数通知LwIPvoidtcp_accepted(structtcp_pcb 无当处于的连接与一个新来的连接连接上后，该函数指定的回调函数将被调用。通常在tcp_listen()(请见表2.4)函数调用之后调用。该函数的详细描述请见表2.7。表2.7函数voidtcp_accept(structtcp_pcberr_terr))pcb：指定一个处于状态的连无请求参数pcb指定的连接连接到主机，并发送打开连接的最初的SYN段。函数调用connected函数来设置相应的参数err。该函数的详细描述请见表2.8。表2.8函数err_ttcp_connect(structtcp_pcbu16_tport,err_t(*connected)(voiderr_terr)) 指定接ipaddr：指定连接主机的IP地 ERR_MEM：当SYN段的内存不可用时，即连接没有成功建ERR_OK：当SYN被正确地时，即连接成功建TCP数据发送函据放入到发送队列，由协议内核来决定发送。发送队列中可用字节的大小可以通过函数tcp_sndbuf()来重新获得。使用这个函数的一个比较恰当的方法是以函数tcp_sndbuf()返回的2.9函数发送TCPerr_ttcp_write(structtcp_pcbu16_tlen,u8_tcopy) 了文件lwipoptsh中定义的上限(即最大值)，则函数tcp_write()调用失败，返ERR_MEMERR_OK：数据被正确地放入到发送队列中，返回tcp_sent该函数用于设定主机成功接收到数据后调用的回调函数，通常也在函tcp_listen()(请见表2.4)之后调用。该函数的详细描述请见表2.102.10函数voidtcp_sent(structtcp_pcberr_t(*sent)(voidu16_tlen))pcb：指定一个与主机相连接的连接sent：指定主机成功地接收到数据后调用的回调函数。“len”作为参数传递给回调函数，给无TCP数据接收函TCP数据的接收是基于回调函数的，当新的数据到达时，应用程序指定的回调函数将会被调用。当应用程序接收到数据后，它必须立即调用tcp_recved()来指示接收数据的tcp_recv表2.11函数voidtcp_recv(structtcp_pcberr_t(*recv)(voidstructpbuf*p,err_tpcb：指定一个与主机相连接的连接recv：指定当新的数据接收到时调用的回调函数。该回调函数可以通过传递一个NULL的pbuf结便LwIP内核可以保存该结构，从而等待以后处理无表2.12函数voidtcp_recved(structtcp_pcb*pcb,u16_tpcb：指定一个与主机相连接的连接len：获取接收到的数据的长度无当连接是空闲的时候(也就是说没有数据发送与接收)，LwIP将会通过一个回调函数来函数tcp_write()。用的回调函数。该函数的详细描述请见表2.13。表2.13函数voidtcp_poll(structtcp_pcberr_t(*poll)(void*arg,structtcp_pcb*tpcb),u8_tinterval)pcb：指定接poll钟两次。把参数“interval”设置为10意味着应用程序将每5秒钟轮询一次。无2.14函数关闭一个指定的TCP连接，调用该函数后，TCP代码将会释放(删除)pcberr_ttcp_close(structtcp_pcbpcb：指定一个需要关闭的连接ERR_OK：连接正常关是不会失败的，它一定能完成中止的目的。该函数的详细描述请见表2.15。通过函数tcp_err()(请见表2.16)来完成。2.15函数中止一个指定的连接voidtcp_abort(structtcp_pcbpcb：指定一个需要关闭的连接无数的详细描述请见表2.16。2.16函数voidtcp_err(structtcp_pcbvoid(*err)(void*arg,err_tpcb：指定需要处理的发送错误的连接 指定发送错误时调用的回调函数。因为pcb结构可能已经被删除了，所以在处理错误的回调函数中pcb参数不可能传递进来。无TCP必须被在调用其他的TCP函数之前被首先调用。另外，在系统正常运行的过程中，两个定时器函数tcp_fasttmr()和tcp_slowtmr必须以固定的时间间隔有规律地被调用。函数tcp_fasttmr()应该每TCP_FAST_INTERVAL毫秒被调用一次,而函数tcp_slowtmr()应该每ERVAL都在文件tcp.h中定义)UDP接口函UDPTCPUDP接口将会非请见表2.17。2.17函数UDP通信的UDP控制块structudp_pcb无2.17)调用之后，当不需要该网络连接来通信了，就需要将其删除，以释放该连接(pcb)所占用的资源。该函数的详细描述请见表2.18。2.18函数删除并释放掉一个voidudp_remove(structudp_pcbpcb：指定要删除的连接无该函数用户绑定本地的IP地址和端，用户可以将其绑定在一个任意的本地IP地址上，它也只能在函数udp_new()(请见表2.17)调用之后才能调用。该函数的详细描述请见表2.19函数为指定的连接绑定本地IPerr_tudp_bind(structudp_pcbu16_tport)pcb：指定接ipaddr：绑定的本地IP地址。如果为IP_ADDR_ANY，则将连接绑定到所有的本地IPERR_OK：正确地绑定了指定的连 指定的端已经绑定了接，产生号。该函数的详细描述请见表2.20。2.20函数err_tudp_connect(structudp_pcbu16_tport)pcb：指定接(pcb)ipaddr：设置连接的主机IP地址port：设置连接的主机ERR_OK：正确连接到主其它值：LwIP了连接的地址。该函数的详细描述请见表2.21。2.21函数关闭参数“pcb”指定的连接,同函数udp_connect()voidudp_disconnect(structudp_pcbpcb：指定要删除的连接无该函数使用UDP协议发送pbufp指向的数据。在需要发送数据时调用，发送后，该pbuf该函数的详细描述请见表2.22。2.22函数UDP协议发送pbufperr_tudp_send(structudp_pcb*pcb,structpbufpcb：指定发送数据的连接p：包含需要发送数据的pbufudp_connect()指定的将会被刷新。该函数的详细描述请见表2.23。2.23函数向具有指定的IP地址和端主机发送UDP数err_tudp_sendto(structudp_pcbstructpbufu16_tdst_port)pcb：指定发送数据的连接(pcb) 包含需要发送数据的pbuf链dst_ip：发送数据的主机IP地dst_port：发送数据的主机同函数udp_send()递进主机的IP地址、端及接收到的数据等信息。该函数的详细描述请见表2.24表2.24函数voidudp_recv(structudp_pcbvoid(*recv)(void*arg,structudp_pcb*upcb,structpbuf*p,u16_tport),void 指定接 指定数据包接收到时的回调recv_arg：传递给回调函数的无#define#define#define 以太网控制器的物理地址,即MAC地//以太网通信的IP#define //上一章我们介绍了LwIP的一些比较底层的RAWAPI函数，这一章使用这些函数来进行简#define#define#define 以太网控制器的物理地址,即MAC地//以太网通信的IP#define //注意：本章的所有程序都Luminary公司生产的群星系列单片机，在EK-LM3S6965评UDP服务器通信实无连接 不基于连接来传输数据不可靠：UDPUDP传送的数据是不可靠的，只有报头的校验和，计算方法与IP数据报的校验和计算方法相同。分段：UDPLwIP的RAWAPI提供了较底层的UDP接口函数。这些函数与BSD标准的Sockets相比虽较宝贵的嵌入式系统中，这通常我们的首选。况且，这些函数的编程思想是和BSD标准的UDP协议通信的数据收发。源代码如程序3.1所示。程序3.1UDP服务器通信实例代voidvoidUDP_Receive(void*arg,structudp_pcb*upcb,structpbuf*p,structip_addr*addr,u16_t{structip_addrdestAddr=if(p!=/*获 主机IP地/*初始化LwIP协议栈，包括软件{;}{/*{/*}/*}void{structudp_pcbUdpPcb=/*建立UDP通信的控制块 /*绑定本地IP/*}int{}设置数据接收时的回调函数UDP_Receive()UDP_Receive()就是在数据接收时的回调函数。当有UDP数据接收到时，该函数如果p不为空，说明数据被正确地接收，这时我们再将数据发送回去。UDP客户端通信实

3.1UDP行一定的处理，将数据保存在pbuf结构中，才能够发送。程序实现代码如程序3.2所程序3.2UDP客户端通信实例代voidvoidDelay(unsignedlong/*利用循环产生一定的延时{while(--ulVal!=0}conststaticint8UDPData[]="LwIPUDP客户端在Luminary微控制器上的测试\r\n";intmain(){structudp_pcbstructip_addrstructpbufp=p->payload=(voidUdpPcb=绑定本地IP{ }}本程序给出的是P客户端通信的主函数。程序运行后，首先，初始化硬件，初始化L协议栈，之后就可以正常调用L的WP函数了。P通信的建立和上节的pupupuf_alocpbupbualoc(3.1将要发送的数据存放在uf结构中了，数据在f中就是它的数据项palod。之后，就表3.1函数分配一个指定类型(例如一个PBUF_POOL链表)structpbuf*pbuf_alloc(pbuf_layeru16_tpbuf_typesize：pbuf->payload的长度，即pbuftype：该参数决定怎样以及在那个区分配pbuf结构，具体如下PBUF_RAM：为pbuf分配一块相当大的缓冲区内存，它同时包含了协议头。PBUF_ROMpbufROM而只能定义PBUF_REF。程里面。如果pbuf在队列中，那么就应该以缓冲区的方式来它。PBUF_POOL：作为一个链表来分 pbuf，并且分配时应该在初始化函数pbuf_init()中pbuf：分配了内存的pbuf1025端口上建立一个UDP连接。点击连接按钮后，在接收数据框中，可看到发送的数据，如图3.2所示。WEB服务器实

3.2UDPTCPTCP/IPTCP的分量。TCP是基于IP数据帧的传输，提供可靠的数据传输服务。TCP具有以下特点：TCP连接中断过双向传输：TCP2个逻辑管道，一收一发。数据可以同时进行收和发，TCP报头包含传出数据和确认输入数据的序列号。可靠传输：TCPTCP报头的序列号和确认号都是以字节为单位确定的。TCP不知道所传输的字节流的内容流控制：TCP协议中还规定了数据传输的流量控制，防止堵塞。在数据传输的双方而双方的接收缓冲区都是独立的，也不会溢出。应用层数据分段：TCP建立连接时，双方都交换可接收的最大段，如果接收到一对一传输：TCP协议实现一对一通LwIP的RAWAPI提供了较底层的TCP接口函数。这些函数与BSD标准的Sockets相比虽较宝贵的嵌入式系统中，这通常我们的首选。况且，这些函数的编程思想是和BSD标准的个WEB服务器。源代码如程序3.3所示。程序3.3WEB服务器实例代constconststaticuint8这里是LwIPTCP在LuminaryCortex-M3conststaticuint8http_html_hdr[]="HTTP/1.1200OK\r\nContent-type:/*******************这是一个回调函数，当一个TCP段到达这个连接时会被调用staticerr_thttp_recv(void*arg,structtcp_pcb*pcb,structpbuf*p,err_t{if(p!={/*发送http/*发送http /*释放该TCP}err=return/*}staticerr_thttp_accept(void*arg,structtcp_pcb*pcb,err_terr