stm32以太网LWIP学习笔记之UDP通信

##初始化配置步骤 ##

第一：硬件底层DMA缓存以及以太网内存初始化

if(ETH_Mem_Malloc())return 1;		//内存申请失败
	if(lwip_comm_mem_malloc())return 1;	//内存申请失败

u8 ETH_Mem_Malloc(void)
{ 
	DMARxDscrTab=mymalloc(SRAMIN,ETH_RXBUFNB*sizeof(ETH_DMADESCTypeDef));//申请内存
	DMATxDscrTab=mymalloc(SRAMIN,ETH_TXBUFNB*sizeof(ETH_DMADESCTypeDef));//申请内存  
	Rx_Buff=mymalloc(SRAMIN,ETH_RX_BUF_SIZE*ETH_RXBUFNB);	//申请内存
	Tx_Buff=mymalloc(SRAMIN,ETH_TX_BUF_SIZE*ETH_TXBUFNB);	//申请内存
	if(!DMARxDscrTab||!DMATxDscrTab||!Rx_Buff||!Tx_Buff)
	{
		ETH_Mem_Free();
		return 1;	//申请失败
	}	
	return 0;		//申请成功
}

//lwip中mem和memp的内存申请
//返回值:0,成功;
//    其他,失败
u8 lwip_comm_mem_malloc(void)
{
	u32 mempsize;
	u32 ramheapsize; 
	mempsize=memp_get_memorysize();			//得到memp_memory数组大小
	memp_memory=mymalloc(SRAMIN,mempsize);	//为memp_memory申请内存
	ramheapsize=LWIP_MEM_ALIGN_SIZE(MEM_SIZE)+2*LWIP_MEM_ALIGN_SIZE(4*3)+MEM_ALIGNMENT;//得到ram heap大小
	ram_heap=mymalloc(SRAMIN,ramheapsize);	//为ram_heap申请内存 
	if(!memp_memory||!ram_heap)//有申请失败的
	{
		lwip_comm_mem_free();
		return 1;
	}
	return 0;	
}

第二步：网卡硬件初始化

LAN8720_Init（）

第三步：以太网初始化

lwip_init();

第四步：设置IP地址

//静态：
IP4_ADDR(&ipaddr,192.168.1.100);
IP4_ADDR(&netmask,192.168.1.1);
IP4_ADDR(&gw,255.255.255.0);

//动态暂时为0，待会自动获取：
IP4_ADDR(&ipaddr,0.0.0.0);
IP4_ADDR(&netmask,0.0.0.0);
IP4_ADDR(&gw,0.0.0.0);

第五步：添加网卡

Netif_Init_Flag=netif_add(&lwip_netif,&ipaddr,&netmask,&gw,NULL,ðernetif_init,ðernet_input);

第六步：如果为动态IP则开启动态IP服务

lwipdev.dhcpstatus=0;	//DHCP标记为0
	dhcp_start(&lwip_netif);	//开启DHCP服务

第七步：设置默认网口，并打开

netif_set_default(&lwip_netif); //设置netif为默认网口
		netif_set_up(&lwip_netif);		//打开netif网口

第八步：等待动态获取IP，如果获取失败，则使用静态IP

while((lwipdev.dhcpstatus!=2)&&(lwipdev.dhcpstatus!=0XFF))//等待DHCP获取成功/超时溢出
	{
		lwip_periodic_handle();
	}

//LWIP轮询任务
void lwip_periodic_handle()
{
#if LWIP_TCP
	//每250ms调用一次tcp_tmr()函数
  if (lwip_localtime - TCPTimer >= TCP_TMR_INTERVAL)
  {
    TCPTimer =  lwip_localtime;
    tcp_tmr();
  }
#endif
  //ARP每5s周期性调用一次
  if ((lwip_localtime - ARPTimer) >= ARP_TMR_INTERVAL)
  {
    ARPTimer =  lwip_localtime;
    etharp_tmr();
  }

#if LWIP_DHCP //如果使用DHCP的话
  //每500ms调用一次dhcp_fine_tmr()
  if (lwip_localtime - DHCPfineTimer >= DHCP_FINE_TIMER_MSECS)
  {
    DHCPfineTimer =  lwip_localtime;
    dhcp_fine_tmr();
    if ((lwipdev.dhcpstatus != 2)&&(lwipdev.dhcpstatus != 0XFF))
    { 
      lwip_dhcp_process_handle();  //DHCP处理
    }
  }

  //每60s执行一次DHCP粗糙处理
  if (lwip_localtime - DHCPcoarseTimer >= DHCP_COARSE_TIMER_MSECS)
  {
    DHCPcoarseTimer =  lwip_localtime;
    dhcp_coarse_tmr();
  }  
#endif
}

void lwip_dhcp_process_handle(void)
{
	u32 ip=0,netmask=0,gw=0;
	switch(lwipdev.dhcpstatus)
	{
		case 0: 	//开启DHCP
			dhcp_start(&lwip_netif);
			lwipdev.dhcpstatus = 1;		//等待通过DHCP获取到的地址
			printf("正在查找DHCP服务器,请稍等...........\r\n");  
			break;
		case 1:		//等待获取到IP地址
		{
			ip=lwip_netif.ip_addr.addr;		//读取新IP地址
			netmask=lwip_netif.netmask.addr;//读取子网掩码
			gw=lwip_netif.gw.addr;			//读取默认网关 
			
			if(ip!=0)			//正确获取到IP地址的时候
			{
				lwipdev.dhcpstatus=2;	//DHCP成功
				printf("网卡en的MAC地址为:................%d.%d.%d.%d.%d.%d\r\n",lwipdev.mac[0],lwipdev.mac[1],lwipdev.mac[2],lwipdev.mac[3],lwipdev.mac[4],lwipdev.mac[5]);
				//解析出通过DHCP获取到的IP地址
				lwipdev.ip[3]=(uint8_t)(ip>>24); 
				lwipdev.ip[2]=(uint8_t)(ip>>16);
				lwipdev.ip[1]=(uint8_t)(ip>>8);
				lwipdev.ip[0]=(uint8_t)(ip);
				printf("通过DHCP获取到IP地址..............%d.%d.%d.%d\r\n",lwipdev.ip[0],lwipdev.ip[1],lwipdev.ip[2],lwipdev.ip[3]);
				//解析通过DHCP获取到的子网掩码地址
				lwipdev.netmask[3]=(uint8_t)(netmask>>24);
				lwipdev.netmask[2]=(uint8_t)(netmask>>16);
				lwipdev.netmask[1]=(uint8_t)(netmask>>8);
				lwipdev.netmask[0]=(uint8_t)(netmask);
				printf("通过DHCP获取到子网掩码............%d.%d.%d.%d\r\n",lwipdev.netmask[0],lwipdev.netmask[1],lwipdev.netmask[2],lwipdev.netmask[3]);
				//解析出通过DHCP获取到的默认网关
				lwipdev.gateway[3]=(uint8_t)(gw>>24);
				lwipdev.gateway[2]=(uint8_t)(gw>>16);
				lwipdev.gateway[1]=(uint8_t)(gw>>8);
				lwipdev.gateway[0]=(uint8_t)(gw);
				printf("通过DHCP获取到的默认网关..........%d.%d.%d.%d\r\n",lwipdev.gateway[0],lwipdev.gateway[1],lwipdev.gateway[2],lwipdev.gateway[3]);
			}else if(lwip_netif.dhcp->tries>LWIP_MAX_DHCP_TRIES) //通过DHCP服务获取IP地址失败,且超过最大尝试次数
			{
				lwipdev.dhcpstatus=0XFF;//DHCP超时失败.
				//使用静态IP地址
				IP4_ADDR(&(lwip_netif.ip_addr),lwipdev.ip[0],lwipdev.ip[1],lwipdev.ip[2],lwipdev.ip[3]);
				IP4_ADDR(&(lwip_netif.netmask),lwipdev.netmask[0],lwipdev.netmask[1],lwipdev.netmask[2],lwipdev.netmask[3]);
				IP4_ADDR(&(lwip_netif.gw),lwipdev.gateway[0],lwipdev.gateway[1],lwipdev.gateway[2],lwipdev.gateway[3]);
				printf("DHCP服务超时,使用静态IP地址!\r\n");
				printf("网卡en的MAC地址为:................%d.%d.%d.%d.%d.%d\r\n",lwipdev.mac[0],lwipdev.mac[1],lwipdev.mac[2],lwipdev.mac[3],lwipdev.mac[4],lwipdev.mac[5]);
				printf("静态IP地址........................%d.%d.%d.%d\r\n",lwipdev.ip[0],lwipdev.ip[1],lwipdev.ip[2],lwipdev.ip[3]);
				printf("子网掩码..........................%d.%d.%d.%d\r\n",lwipdev.netmask[0],lwipdev.netmask[1],lwipdev.netmask[2],lwipdev.netmask[3]);
				printf("默认网关..........................%d.%d.%d.%d\r\n",lwipdev.gateway[0],lwipdev.gateway[1],lwipdev.gateway[2],lwipdev.gateway[3]);
			}
		}
		break;
		default : break;
	}
}
#endif 

第九步：测试

udp_demo_test(); 

UDP协议测试的步骤

第一步：如果对方IP是动态的，则第一步为设置远程IP

udp_demo_set_remoteip();
//部分代码
/*前三一般较为固定，实际是只需设置第四部分*/
lwipdev.remoteip[0]=lwipdev.ip[0]; //192
lwipdev.remoteip[1]=lwipdev.ip[1]; //168
lwipdev.remoteip[2]=lwipdev.ip[2]; //1 

while(1)
	{
		key=KEY_Scan(0);
		if(key==WKUP_PRES)break;
		else if(key)
		{
			if(key==KEY0_PRES)lwipdev.remoteip[3]++;//IP增加
			if(key==KEY2_PRES)lwipdev.remoteip[3]--;//IP减少
			LCD_ShowxNum(xoff,150,lwipdev.remoteip[3],3,16,0X80);//显示新IP
		}
	}

第二步：创建DCP控制块

udppcb=udp_new();

第三步：连接指定IP,指定端口

err=udp_connect(udppcb,&rmtipaddr,UDP_DEMO_PORT);//UDP客户端连接到指定IP地址和端口号的服务器

第四步：绑定本地IP和端口号

err=udp_bind(udppcb,IP_ADDR_ANY,UDP_DEMO_PORT);//绑定本地IP地址与端口号

第五步：注册接收回调函数，只要接收到数据，这个回调函数会被lwip内核调用

udp_recv(udppcb,udp_demo_recv,NULL);//注册接收回调函数 
//回调函数的编写

void udp_demo_recv(void *arg,struct udp_pcb *upcb,struct pbuf *p,struct ip_addr *addr,u16_t port)
{
	u32 data_len = 0;
	struct pbuf *q;
	if(p!=NULL)	//接收到不为空的数据时
	{
		memset(udp_demo_recvbuf,0,UDP_DEMO_RX_BUFSIZE);  //数据接收缓冲区清零
		for(q=p;q!=NULL;q=q->next)  //遍历完整个pbuf链表
		{
			//判断要拷贝到UDP_DEMO_RX_BUFSIZE中的数据是否大于UDP_DEMO_RX_BUFSIZE的剩余空间，如果大于
			//的话就只拷贝UDP_DEMO_RX_BUFSIZE中剩余长度的数据，否则的话就拷贝所有的数据
			if(q->len > (UDP_DEMO_RX_BUFSIZE-data_len)) memcpy(udp_demo_recvbuf+data_len,q->payload,(UDP_DEMO_RX_BUFSIZE-data_len));//拷贝数据
			else memcpy(udp_demo_recvbuf+data_len,q->payload,q->len);
			data_len += q->len;  	
			if(data_len > UDP_DEMO_RX_BUFSIZE) break; //超出TCP客户端接收数组,跳出	
		}
		upcb->remote_ip=*addr; 				//记录远程主机的IP地址
		upcb->remote_port=port;  			//记录远程主机的端口号
		lwipdev.remoteip[0]=upcb->remote_ip.addr&0xff; 		//IADDR4
		lwipdev.remoteip[1]=(upcb->remote_ip.addr>>8)&0xff; //IADDR3
		lwipdev.remoteip[2]=(upcb->remote_ip.addr>>16)&0xff;//IADDR2
		lwipdev.remoteip[3]=(upcb->remote_ip.addr>>24)&0xff;//IADDR1 
		udp_demo_flag|=1<<6;	//标记接收到数据了
		pbuf_free(p);//释放内存
	}else
	{
		udp_disconnect(upcb); 
		LCD_Clear(WHITE);			//清屏
		POINT_COLOR = RED;
		LCD_ShowString(30,30,200,16,16,"Explorer STM32F4");
		LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"UDP Test");
		LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK");
		
		POINT_COLOR=BLUE;
		LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"Connect break！");  
		LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"KEY1:Connect");
		udp_demo_flag &= ~(1<<5);	//标记连接断开
	} 
} 

**第六步：发送数据udp_send(upcb,ptr); **
关键函数：打包函数，发送函数

void udp_demo_senddata(struct udp_pcb *upcb)
{
	struct pbuf *ptr;
	ptr=pbuf_alloc(PBUF_TRANSPORT,strlen((char*)tcp_demo_sendbuf),PBUF_POOL); //申请内存
	if(ptr)
	{
		pbuf_take(ptr,(char*)tcp_demo_sendbuf,strlen((char*)tcp_demo_sendbuf)); //将tcp_demo_sendbuf中的数据打包进pbuf结构中
		udp_send(upcb,ptr);	//udp发送数据 
		pbuf_free(ptr);//释放内存
	} 
} 

第七步：断开连接

udp_disconnect(upcb); 
	udp_remove(upcb);			//断开UDP连接