【嵌入式实战】STM32+Lwip 实现 SNTP 网络授时（超详细）
文章目录
- 原创声明
- 前言
- 一、SNTP 是什么？
- 二、Cube 快速配置
-
- 2.1 STM32 ETH 设置
- 2.2 修改 PHY 地址
- 2.3 LWIP SNTP 配置
- 2.4 开启 STM32 RTC
- 三、生成工程的简单测试
-
- 3.1 手动修改 MAC 地址
- 3.2 Ping 测试
- 四、使用步骤
-
- 4.1 开启 Lwip Debug
- 4.2 初始化 SNTP
- 4.3 加入服务器 IP列表
- 4.4 编写处理函数
- 4.5 从RTC中获取时间戳
- 5.6 最终效果
- 总结
- 授权须知
原创声明
本文为 HinGwenWoong 原创，如果这篇文章对您有帮助，欢迎转载，转载请阅读文末的【授权须知】，感谢您对 HinGwenWoong 文章的认可！
前言
物联网的设备，离不开时间戳的使用，下面介绍 STM32 + LWIP 如何 使用 SNTP 获取网络时间
我是 HinGwenWoong ，一个有着清晰目标不停奋斗的程序猿，热爱技术，喜欢分享，码字不易，如果帮到您，请帮我在屏幕下方点赞 ，您的点赞可以让技术传播得更远更广，谢谢！
一、SNTP 是什么？
SNTP协议采用客户端/服务器的工作方式，可以采用单播（点对点）或者广播（一点对多点）模式操作。SNTP服务器通过接收GPS信号或自带的原子钟作为系统的时间基准。单播模式下，SNTP客户端能够通过定期访问SNTP服务器获得准确的时间信息，用于调整客户端自身所在系统的时间，达到同步时间的目的。广播模式下，SNTP服务器周期性地发送消息给指定的IP广播地址或者IP多播地址。SNTP客户端通过监听这些地址来获得时间信息。
网络中一般存在很多台SNTP服务器，客户端会通过一定的算法选择最好的几台服务器使用。如果一台SNTP服务器在工作过程中失去了外部时间源，此时SNTP服务器会告诉SNTP客户端“我失去了外部时间”。当SNTP客户端收到这个信息时，就会丢弃发生故障的SNTP服务器发给它的时间信息，然后重新选择其他的SNTP服务器。
二、Cube 快速配置
2.1 STM32 ETH 设置
2.2 修改 PHY 地址
本项目使用的是 LAN8720 芯片，需要修改 PHY Address 为 0
2.3 LWIP SNTP 配置
2.4 开启 STM32 RTC
三、生成工程的简单测试
3.1 手动修改 MAC 地址
Cube 生成的 MAC 地址是固定的，防止和测试环境中的其他设备相撞，需要打开文件 ethernetif.c 手动修改 MAC 地址，我这里提取了 芯片ID作为MAC地址的最后几位，这里是 STM32F767 的芯片ID的地址 0x1FF0F420
uint32_t sn0 = *(uint32_t *)(0x1FF0F420);//STM32 cpu id
MACAddr[3] = (sn0 >> 16) & 0xFF;
MACAddr[4] = (sn0 >> 8) & 0xFFF;
MACAddr[5] = sn0 & 0xFF;
3.2 Ping 测试
编译 -> 烧录 到单片机里面，拿一条和 PC 在同一局域网内的网线，根据 MX_LWIP_Init()函数下面设置的 IP 测试 ping 功能,下面是成功的结果图：
四、使用步骤
4.1 开启 Lwip Debug
打开 lwipopts.h，Lwip 开启 debug，并重写 打印函数，并打开 SNTP 的 Debug 模式
代码：
//开启 LWIP DEBUG
#define LWIP_DEBUG
#include "bsp_printlog.h"
#define LWIP_PLATFORM_DIAG(x) do {print_log x;} while(0)
4.2 初始化 SNTP
/*!
* @brief Lwip 的 SNTP 初始化封装接口
* 执行条件：无
*
* @retval: 无
*/
void bsp_sntp_init(void)
{
//设置 SNTP 的获取方式 -> 使用向服务器获取方式
sntp_setoperatingmode(SNTP_OPMODE_POLL);
//SNTP 初始化
sntp_init();
//加入授时中心的IP信息
set_sntp_server_list();
}
4.3 加入服务器 IP列表
/*!
* @brief 设置 SNTP 的服务器地址，
* 加入多个 IP 以免某个 IP 获取不了时间
* 执行条件：无
*
* @retval: 无
*/
void set_sntp_server_list(void)
{
uint32_t server_list[SNTP_MAX_SERVERS] = {
0x279148D2, //国家授时中心
0x42041876,
0x5F066CCA,
0x0B6C1978,
0x0B0C5CB6,
0x58066BCB,
0x14731978,
0xC51F70CA,
0x521D70CA,
0x820176CA,
0x510176CA,
};
ip_addr_t sntp_server;
for(int i = 0; i < SNTP_MAX_SERVERS; i++)
{
sntp_server.addr = server_list[i];
sntp_setserver(i, &sntp_server); // 国家授时中心
}
}
4.4 编写处理函数
打开 lwipopts.h文件，定义 SNTP 的处理函数接口
//定义 Lwip SNTP 的 处理函数
#include "bsp_sntp.h"
#define SNTP_SET_SYSTEM_TIME sntp_set_time
在应用代码中实现 sntp_set_time 函数接口，下面的例子是将获取到的时间戳经过转化成 年月日时分秒 设置到 RTC 中
/*!
* @brief SNTP 获取时间戳的处理函数
* 执行条件：无
*
* @param [in] : sntp 获取的时间戳
*
* @retval: 无
*/
void sntp_set_time(uint32_t sntp_time)
{
if(sntp_time == 0)
{
print_log("sntp_set_time: wrong!@@\n");
return;
}
print_log("sntp_set_time: c00, enter!\n");
print_log("sntp_set_time: c01, get time = %u\n", sntp_time);
struct tm *time;
RTC_TimeTypeDef sTime = {
0};
RTC_DateTypeDef sDate = {
0};
sntp_time += (8 * 60 * 60); ///北京时间是东8区需偏移8小时
time = localtime(&sntp_time);
/*
* 设置 RTC 的 时间
*/
sTime.Hours = time->tm_hour;
sTime.Minutes = time->tm_min;
sTime.Seconds = time->tm_sec;
sTime.DayLightSaving = RTC_DAYLIGHTSAVING_NONE;
sTime.StoreOperation = RTC_STOREOPERATION_RESET;
if (HAL_RTC_SetTime(&hrtc, &sTime, RTC_FORMAT_BIN) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/*
* 设置 RTC 的 日期
*/
sDate.WeekDay = time->tm_wday;
sDate.Month = (time->tm_mon) + 1;
sDate.Date = time->tm_mday;
sDate.Year = (time->tm_year) + 1900 - 2000;
if (HAL_RTC_SetDate(&hrtc, &sDate, RTC_FORMAT_BIN) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
print_log("sntp_set_time: c02, decode time: 20%d-%02d-%02d %d:%d:%d\n", \
sDate.Year, sDate.Month, sDate.Date, sTime.Hours, sTime.Minutes, sTime.Seconds);
print_log("sntp_set_time: c03, test get = %u\n", get_timestamp());
print_log("sntp_set_time: c04, set rtc time done\n");
}
4.5 从RTC中获取时间戳
/*!
* @brief 获取当前时间戳
*
* @param [in] none
*
* @retval 当前时间戳
*/
uint32_t get_timestamp(void)
{
struct tm stm;
static RTC_DateTypeDef g_Date = {
0};
static RTC_TimeTypeDef g_Time = {
0};
///获取时间必须在获取日期前
HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &g_Time, RTC_FORMAT_BIN);
HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &g_Date, RTC_FORMAT_BIN);
stm.tm_year = g_Date.Year + 100; //RTC_Year rang 0-99,but tm_year since 1900
stm.tm_mon = g_Date.Month - 1; //RTC_Month rang 1-12,but tm_mon rang 0-11
stm.tm_mday = g_Date.Date; //RTC_Date rang 1-31 and tm_mday rang 1-31
stm.tm_hour = g_Time.Hours; //RTC_Hours rang 0-23 and tm_hour rang 0-23
stm.tm_min = g_Time.Minutes; //RTC_Minutes rang 0-59 and tm_min rang 0-59
stm.tm_sec = g_Time.Seconds;
return (mktime(&stm) - (8 * 60 * 60));///配置时由于东八区增加8小时，现为时间戳，需减去
}
5.6 最终效果
使用 RTT 连接 STM32 （详见我的教程【嵌入式小技巧】stm32 实现 Segger RTT 打印（超详细））
编译、烧录到单片机，可以看到获取时间戳成功，获取的时间经过自己的函数，设置到RTC中，获取的时候也获取相同
总结
以上是 STM32 + LWIP 如何 使用 SNTP 获取网络时间 的全部内容，本文介绍了获取网络时间的一个方法，让嵌入式物联网设备能够时钟和网络同步。
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授权须知
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