使用STM32实现简单的网络通信

概述 在本文中，我们将介绍如何使用STM32微控制器实现简单的网络通信。我们将使用STM32Cube软件来配置和编程STM32微控制器。我们将使用TCP/IP协议栈，以便在STM32微控制器与计算机之间进行通信。我们将通过创建一个简单的服务器端和一个客户端来演示网络通信的实现。

准备工作 在开始之前，我们需要准备以下材料：

• 一个STM32微控制器板，例如STM32F4-Discovery板。
• 一个计算机，其中安装了STM32Cube软件和一个串口终端程序，例如TeraTerm。

步骤1：配置STM32微控制器 首先，我们需要使用STM32Cube软件来配置STM32微控制器。以下是配置步骤：

1. 打开STM32Cube软件，并选择相应的STM32微控制器型号。
2. 在"Pinout & Configuration"选项卡中，配置串口，以便与计算机通信。配置一个串口作为调试输出，另一个串口作为网络通信。
3. 在"Middlwares"选项卡中，启用TCP/IP协议栈。
4. 在"Project Settings"选项卡中，配置项目名称和路径。
5. 点击"Project"菜单，选择"Generate Code"来生成代码。

步骤2：编写服务器端代码 在STM32Cube软件生成的代码中，我们可以找到一些模板文件，这些文件将帮助我们编写服务器端代码。以下是编写服务器端代码的步骤：

1. 打开Middlewares/Third_Party/LwIP/src/apps/httpd/httpd.c文件，该文件包含了一个简单的HTTP服务器的实现。
2. 在httpd_init()函数中，找到以下代码行：

http_set_ssi_handler(ssi_handler, (char const **)(g_pcSSITags), NUM_CONFIG_SSI_TAGS);

将其替换为以下代码行：

http_set_ssi_handler(SSI_Handler, (const char **)(g_pcSSITags), NUM_CONFIG_SSI_TAGS);

1. 创建一个名为network.c的新文件，并在其中编写服务器端代码。

#include "lwip/sockets.h"

#define SERVER_PORT 80
#define MAX_CONNECTIONS 10
#define MAX_BUFFER_SIZE 1024

void server_init(void)
{
  int sockfd, newsockfd;
  struct sockaddr_in serv_addr, cli_addr;
  socklen_t clilen;
  char buffer[MAX_BUFFER_SIZE];

  // 创建套接字
  sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
  if (sockfd < 0)
  {
    // 套接字创建失败
    // 可以在此处添加错误处理代码
    return;
  }

  // 设置服务器地址
  memset((char *)&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));
  serv_addr.sin_family = AF_INET;
  serv_addr.sin_port = htons(SERVER_PORT);
  serv_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

  // 将套接字绑定到服务器地址
  if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0)
  {
    // 套接字绑定失败
    // 可以在此处添加错误处理代码
    return;
  }

  // 监听连接请求
  listen(sockfd, MAX_CONNECTIONS);

  while (1)
  {
    clilen = sizeof(cli_addr);

    // 接受连接请求
    newsockfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&cli_addr, &clilen);
    if (newsockfd < 0)
    {
      // 连接请求接受失败
      // 可以在此处添加错误处理代码
      continue;
    }

    memset(buffer, 0, MAX_BUFFER_SIZE);

    // 接收数据
    int n = read(newsockfd, buffer, MAX_BUFFER_SIZE - 1);
    if (n < 0)
    {
      // 数据接收失败
      // 可以在此处添加错误处理代码
      close(newsockfd);
      continue;
    }

    // 打印接收到的数据
    printf("Received data: %s\n", buffer);

    // 发送响应数据
    char response[] = "HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-Type: text/html\r\n\r\n<h1>Hello, STM32!</h1>";
    n = write(newsockfd, response, strlen(response));
    if (n < 0)
    {
      // 数据发送失败
      // 可以在此处添加错误处理代码
    }

    close(newsockfd);
  }

  close(sockfd);
}

1. 在main.c文件中，调用server_init()函数来启动服务器。

#include "network.h"

int main(void)
{
  // STM32初始化代码
  
  // 启动服务器
  server_init();

  while (1)
  {
    // 主循环
  }
}

步骤3：编写客户端代码 除了服务器端代码，我们还需要编写一个客户端来与服务器进行通信。以下是编写客户端代码的步骤：

1. 在计算机上创建一个新的C文件，并编写以下客户端代码。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <winsock2.h>

#define SERVER_IP "192.168.1.10"
#define SERVER_PORT 80
#define MAX_BUFFER_SIZE 1024

int main(void)
{
  WSADATA wsa;
  SOCKET s;
  struct sockaddr_in server;
  char *message;
  char server_reply[MAX_BUFFER_SIZE];

  // 初始化Windows Socket API
  if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsa) != 0)
  {
    printf("Failed. Error Code : %d", WSAGetLastError());
    return 1;
  }

  // 创建套接字
  if ((s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == INVALID_SOCKET)
  {
    printf("Could not create socket : %d", WSAGetLastError());
  }

  // 设置服务器地址
  server.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);
  server.sin_family = AF_INET;
  server.sin_port = htons(SERVER_PORT);

  // 连接服务器
  if (connect(s, (struct sockaddr *)&server, sizeof(server)) < 0)
  {
    printf("connect error");
    return 1;
  }

  printf("Connected to server\n");

  // 发送HTTP请求
  message = "GET / HTTP/1.1\r\n\r\n";
  if (send(s, message, strlen(message), 0) < 0)
  {
    printf("Send failed");
    return 1;
  }
  printf("Request sent\n");

  // 接收服务器响应
  if (recv(s, server_reply, MAX_BUFFER_SIZE, 0) < 0)
  {
    printf("recv failed");
  }
  printf("Response received\n");

  // 打印服务器响应
  printf("%s\n", server_reply);

  closesocket(s);
  WSACleanup();

  return 0;
}

1. 在计算机上编译和运行客户端代码。确保客户端能够连接到服务器并接收到响应。

总结 在本文中，我们已经介绍了如何使用STM32微控制器实现简单的网络通信。我们编写了一个服务器端代码和一个客户端代码，来演示网络通信的实现。通过使用STM32Cube软件来配置和编程STM32微控制器，我们可以轻松地实现网络通信功能。希望本文对您有所帮助！