W5500EVB UDP模式的测试与理解

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之前的博文中已经介绍过W5500EVB 在TCP模式下的两种(Server及Client)数据传输的实现过程,那么传输控制协议中,UDP也是非常常用的,这种无连接的协议在更多场合为用户提供了便捷,比如发电子邮件,QQ聊天发收消息等…好,那今天就学习一下,UDP模式在W5500EVB上的简单实现。

一 实验硬件及其连接

W5500EVBUDP1

二 UDP实验相关知识

W5500是一款全硬件TCP/IP嵌入式以太网控制器,为嵌入式系统提供了更加简易的互联网连接方案。W5500集成了TCP/IP协议栈,10/100M以太网数据链路层(MAC)及物理层(PHY),用户无需特别关注TCP 和 UDP的实现过程,只需最好相应配置和查询工作即可。下面主要讲解TCP和UDP区别,供参考

1 基于连接与无连接

TCP—传输控制协议提供的是面向连接、可靠的字节流服务。当客户和服务器彼此交换数据前,必须先在双方之间建立一个TCP连接,之后才能传输数据。TCP提供超时重发,丢弃重复数据,检验数据,流量控制等功能,保证数据能从一端传到另一端。

每个数据包的传输过程是:先建立链路、数据传输、然后清除链路。数据包不包含目的地址。受端和发端不但顺序一致,而且内容相同。它的可靠性高。

UDP—用户数据报协议是面向无连接的,每个数据包都有完整的源、目的地址及分组编号,各自在网络中独立传输,传输中不管其顺序,数据到达收端后再进行排序组装,遇有丢失、差错和失序等情况,通过请求重发来解决。它的效率比较高,是一个简单的面向数据报的运输层协议。UDP不提供可靠性,它只是把应用程序传给IP层的数据报发送出去,但是并不能保证它们能到达目的地。由于UDP在传输数据报前不用在客户和服务器之间建立一个连接,且没有超时重发等机制,故而传输速度很快。

2、对系统资源的要求(TCP较多,UDP少)

3、UDP程序结构较简单

4、流模式与数据报模式

5、TCP保证数据正确性,UDP可能丢包,TCP保证数据顺序,UDP不保证

6、TCP是面可靠的字节流服务 ,UDP 并不提供对 IP协议的可靠机制、流控制以及错误恢复功能等

下图为TCP 和UDP应用

W5500EVBUDP2

三 关键程序介绍

3.1编译工具为IAR5.4

W5500EVBUDP3

3.2 1-5 UDP实验例程实现功能:

以UDP模式不断向 目标 IP地址 和端口 发送数据 test:ecountr,同时若收到 目标IP发来信息,将信息copy回复。本例中用网线直接和PC机相连接。PC机ip作为 目标ip ,注意PC机的IP与EVB IP处于同一网段内。

3.3 实验函数流程:

Step 1 :初始化STM32时钟 GPIO USART 等

Step2: 初始化SPI 和W5500

Step3: 配置MAC地址 本机IP地址 子网掩码 默认网关等信息,配置完后再读取以上信息,并打印到串口

Step4:初始化8 个socket

Step5 :实时读取socket 0状态,如果是socket 0是关闭的,则打开socket 0 作为UDP端口。如果读取 socket 0为UDP模式则向 目标 IP地址 和端口 发送数据 test:ecountr,同时若收到 目标IP发来信息,将信息copy回复。

3.4 部分子程序讲解

uint8 getSn_SR(SOCKET s)//获取SOCKET s状态

{

return IINCHIP_READ(Sn_SR(s));

}

/*W5500 SPI 通信协议的实现

W5500 SPI数据帧 有三种 依次为数据段 控制段 和数据段 */

uint8 IINCHIP_READ(uint32 addrbsb)

{

uint8 data = 0;

IINCHIP_ISR_DISABLE();    //关闭中断

IINCHIP_CSoff();       // CS=0, SPI使能片选

IINCHIP_SpiSendData( (addrbsb & 0x00FF0000)>>16);// 写入地址段高8位 Address byte 1

IINCHIP_SpiSendData( (addrbsb & 0x0000FF00)>> 8);// 写入地址段低8位Address byte 2

IINCHIP_SpiSendData( (addrbsb & 0x000000F8))    ;// 以读模式写入控制段

data = IINCHIP_SpiSendData(0x00);  // 写入数据段

/*SPI主从接口相当于一个循环串行移位寄存器,主机(STM32)发送数据 0x00,从机(W5500)就会接手0x00,并移数据到主机当中,该函数返回值就是读的数据*/

IINCHIP_CSon();      // CS=1,  SPI end  失能片选

IINCHIP_ISR_ENABLE();       // 打开关中断

return data;

}

Sn_SR(s)函数原型为  (0x000308 + (ch<<5)) 为目的是获取socket s的状态寄存器地址,类似函数还有很多,主要是获取寄存器绝对地址

其中0x0003为socket n的状态寄存器 16位偏移地址,就是SPI通信的地址段

08 + (ch<<5) 为控制段,指出偏移地址的归属,读写模式和

SPI工作模式 ,08 = 00001000

SPI 控制段:

W5500EVBUDP6

BSB4 BSB3 BSB2 就是ch表示地址是socket ch的状态寄存器地址

BSB1 BSB0 为选择寄存器类型 01指选择 socket寄存器

RWB :0读 1写

OM1 OM0 控制SPI为可变数据长度工作模式还是 固定数据长度工作模式

00 可变数据长度 (推荐使用可变数据长度工作模式)

01 1字节数据长度

10 2字节数据长度

11 4字节数据长度

四 程序下载和实验现象

4 .1 下载

打Flash loader 找到EVB的com 口,按BOOT0键使之为1,进入ISP模式进行下载。

W5500EVBUDP4

4.2观察实验现象

W5500EVBUDP5

运行网络调试助手软件,

PC机IP :192.168.1.119 端口8080

开发板IP:192.168.1.90 端口8080

常态下 开发板发送 test 并计数 ,收到信息时会回复,关闭PC机端口并再次打开会发现,部分UDP数据已经丢失了,这个和TCP 模式是不一样的。说明UDP在一定情况下会丢包,对数据完整性要求高的场合不能用。

五 总结

可通过本例程学习通过SPI接口配置W5500工作在UDP模式的方法。

 

更多学习笔记:

W5500EVB TCP Client模式设置说明

W5500EVB TCP Server演示

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