手把手教-单片机和w5500模块基于rt-thread中wiznet软件包的使用

news2024/10/6 6:49:50

一、开发环境

硬件：stm32f407野火开发板，w5500模块

软件：rt-thread操作系统，wiznet软件包，基于正点原子stm32f407的bsp包（需要根据实际修改系统时钟）

引脚连接方式：

单片机引脚：PB12，PB13，PB14，PB15，PC6，PB4

整个系统的连接方式：

开发板<---->路由器<---->电脑

二、软件包说明和适配

WIZnet 软件包是 RT-Thread 基于 WIZnet 官网 ioLibrary_Driver 代码库的移植实现，目前只支持 W5500 设备。该软件包在原代码库功能的基础上，对接 RT-Thread SAL 套接字抽象层，实现对标准 BSD Socket APIs 的支持，完美的兼容多种软件包和网络功能实现，提高 WIZnet 设备兼容性。

目录结构：

依赖：

添加软件包的步骤：

①使能spi2

②添加wiznet软件包

引脚的值计算方式，例如：

PA3的值=16*0+3=3；

PB4的值=16*1+4=20;

PC6的值=16*2+6=38

③spi引脚初始化

void HAL_SPI_MspInit(SPI_HandleTypeDef* hspi)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
  if(hspi->Instance==SPI1)
  {
  /* USER CODE BEGIN SPI1_MspInit 0 */


  /* USER CODE END SPI1_MspInit 0 */
    /* Peripheral clock enable */
    __HAL_RCC_SPI1_CLK_ENABLE();


    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
    /**SPI1 GPIO Configuration
    PB3     ------> SPI1_SCK
    PB4     ------> SPI1_MISO
    PB5     ------> SPI1_MOSI
    */
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_3|GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
    GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF5_SPI1;
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);


    /* SPI1 interrupt Init */
    HAL_NVIC_SetPriority(SPI1_IRQn, 0, 0);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(SPI1_IRQn);
  /* USER CODE BEGIN SPI1_MspInit 1 */


  /* USER CODE END SPI1_MspInit 1 */
  }
  else if(hspi->Instance==SPI2)
  {
  /* USER CODE BEGIN SPI2_MspInit 0 */


  /* USER CODE END SPI2_MspInit 0 */
    /* Peripheral clock enable */
    __HAL_RCC_SPI2_CLK_ENABLE();


    __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
    //SPI2 GPIO Configuration


    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
    GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF5_SPI2;
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);


  /* USER CODE BEGIN SPI2_MspInit 1 */


  /* USER CODE END SPI2_MspInit 1 */
  }


}

④修改头文件，将#include <sal_low_lvl.h> 改为#include <sal.h>。因为在软件包中未找到 sal_low_lvl.h 文件。（如果使用rt-thread studio开发工具时，不用修改，因为软件包中有sal_low_lvl.h 文件.....）

⑤增加stm32f4头文件，初始化中注册spi20设备。

三、socket代码

ping 命令测试正常说明 WIZnet 设备网络连接成功，之后可以使用 SAL（套接字抽象层）抽象出来的标准 BSD Socket APIs 进行网络开发（MQTT、HTTP、MbedTLS、NTP、Iperf 等），WIZnet 软件包支持的协议簇类型为：主协议簇为 AF_WIZ、次协议簇为 AF_INET。

测试代码-tcp client

#include <rtthread.h>
#include <sys/socket.h> /* 使用BSD socket，需要包含socket.h头文件 */
#include <netdb.h>
#include <string.h>
#include <finsh.h>
#define BUFSZ   1024
static const char send_data[] = "This is TCP Client from RT-Thread."; /* 发送用到的数据 */
void tcpclient(int argc, char **argv)
{
    int ret;
    char *recv_data;
    struct hostent *host;
    int sock, bytes_received;
    struct sockaddr_in server_addr;
    const char *url;
    int port;
    if (argc < 3)
    {
        rt_kprintf("Usage: tcpclient URL PORT\n");
        rt_kprintf("Like: tcpclient 192.168.12.44 5000\n");
        return ;
    }
    url = argv[1];
    port = strtoul(argv[2], 0, 10);
    /* 通过函数入口参数url获得host地址（如果是域名，会做域名解析） */
    host = gethostbyname(url);
    /* 分配用于存放接收数据的缓冲 */
    recv_data = rt_malloc(BUFSZ);
    if (recv_data == RT_NULL)
    {
        rt_kprintf("No memory\n");
        return;
    }
    /* 创建一个socket，类型是SOCKET_STREAM，TCP类型 */
    if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
    {
        /* 创建socket失败 */
        rt_kprintf("Socket error\n");
        /* 释放接收缓冲 */
        rt_free(recv_data);
        return;
    }
    /* 初始化预连接的服务端地址 */
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(port);
    server_addr.sin_addr = *((struct in_addr *)host->h_addr);
    rt_memset(&(server_addr.sin_zero), 0, sizeof(server_addr.sin_zero));
    /* 连接到服务端 */
    if (connect(sock, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(struct sockaddr)) == -1)
    {
        /* 连接失败 */
        rt_kprintf("Connect fail!\n");
        closesocket(sock);
        /*释放接收缓冲 */
        rt_free(recv_data);
        return;
    }
    while (1)
    {
        /* 从sock连接中接收最大BUFSZ - 1字节数据 */
        bytes_received = recv(sock, recv_data, BUFSZ - 1, 0);
        if (bytes_received < 0)
        {
            /* 接收失败，关闭这个连接 */
            closesocket(sock);
            rt_kprintf("\nreceived error,close the socket.\r\n");
            /* 释放接收缓冲 */
            rt_free(recv_data);
            break;
        }
        else if (bytes_received == 0)
        {
            /* 默认 recv 为阻塞模式，此时收到0认为连接出错，关闭这个连接 */
            closesocket(sock);
            rt_kprintf("\nreceived error,close the socket.\r\n");
            /* 释放接收缓冲 */
            rt_free(recv_data);
            break;
        }
        /* 有接收到数据，把末端清零 */
        recv_data[bytes_received] = '\0';
        if (strncmp(recv_data, "q", 1) == 0 || strncmp(recv_data, "Q", 1) == 0)
        {
            /* 如果是首字母是q或Q，关闭这个连接 */
            closesocket(sock);
            rt_kprintf("\n got a 'q' or 'Q',close the socket.\r\n");
            /* 释放接收缓冲 */
            rt_free(recv_data);
            break;
        }
        else
        {
            /* 在控制终端显示收到的数据 */
            rt_kprintf("\nReceived data = %s ", recv_data);
        }
        /* 发送数据到sock连接 */
        ret = send(sock, send_data, strlen(send_data), 0);
        if (ret < 0)
        {
            /* 接收失败，关闭这个连接 */
            closesocket(sock);
            rt_kprintf("\nsend error,close the socket.\r\n");
            rt_free(recv_data);
            break;
        }
        else if (ret == 0)
        {
            /* 打印send函数返回值为0的警告信息 */
            rt_kprintf("\n Send warning,send function return 0.\r\n");
        }
    }
    return;
}
MSH_CMD_EXPORT(tcpclient, a tcp client sample);

四、结果测试