【正文】 應(yīng)該被傳給哪個(gè)更高層的協(xié)議。假如所要求的目的地址和掩碼的接口 IP 地址相同，就完全可以選擇這個(gè)接口。 TCP 服務(wù)器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) TCP 協(xié)議的特點(diǎn) TCP 協(xié)議 的中文名字 為傳輸控制協(xié)議，它是 以 IP數(shù)據(jù)幀 為基礎(chǔ) 而 進(jìn)行傳遞的，能供應(yīng)穩(wěn)定的 數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。 TCP 在傳輸?shù)倪^(guò)程中，并不會(huì)知道它所傳輸?shù)淖止?jié)是什么內(nèi)容，也不會(huì)知道傳輸?shù)钠鹗嘉恢?，它只能通過(guò)應(yīng)用層的協(xié)議來(lái)對(duì)字流節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。以下就是 TCP 協(xié)議的首部結(jié)構(gòu)圖： 圖 42 TCP 協(xié)議的首部結(jié)構(gòu) 第四章 軟件介紹 18 上圖是 TCP 的首部結(jié)構(gòu)圖，一般來(lái)說(shuō)，假如不要求任選字節(jié)的話，它的長(zhǎng)度應(yīng)該在 20字節(jié)，這樣一來(lái)，可見(jiàn) TCP 協(xié)議與 IP 協(xié)議的首部大小是一樣的。 由圖 中列舉的 6個(gè)標(biāo)志比特可以知道，它們的用法依次分別是：第一個(gè)是緊急指針的有效標(biāo)識(shí)；第二個(gè)是確認(rèn)序號(hào)的有效標(biāo)識(shí)；第三個(gè)表示的是接收端應(yīng)該快速的把報(bào)文段發(fā)送給應(yīng)用層；第四個(gè)是重新建立連接；第五個(gè)表示的是一個(gè)同步的序號(hào)，在建立連接的時(shí)候需要用它來(lái)發(fā)起連接；第六個(gè)表示發(fā)送端已經(jīng)完成了發(fā)送的任務(wù)?；蛘哌€有另一個(gè)可能，那就是某方在沒(méi)有進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送的時(shí)候，它是需要通過(guò)不含任何 數(shù)據(jù)的首部去檢測(cè)收到的數(shù)據(jù)的。 () Struct tcp_pcb*tcp_listen(struct tcp_pcb*pcb) 該函數(shù)的功能就是當(dāng)一個(gè)正在請(qǐng)求的連接被接收的時(shí)候，會(huì)使之前所指定的連接開(kāi)始進(jìn)入監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)。 /* 建立通信的 TCP 控制塊 (pcb) */ tcp_bind(pcb,IP_ADDR_ANY,RS232_SERVER_PORT)。一般來(lái)說(shuō)， RS232 的傳輸速度是比不上以太網(wǎng)的傳輸速度的，因此，當(dāng)我們想把串口接收到的數(shù)據(jù)向網(wǎng)上傳輸?shù)臅r(shí)候，就不能一個(gè)字節(jié)一個(gè)字節(jié)的傳送了。 第二種方法卻是非常適合做以太網(wǎng)轉(zhuǎn)串口的透明傳輸，通過(guò)兩個(gè)字節(jié)間的時(shí)間間隔來(lái)進(jìn)行組幀。當(dāng) RS232 串口接收數(shù)據(jù)進(jìn)行組幀 之后，就將 RS232 組幀數(shù)據(jù)傳送到 STM32 為控制器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分，然后再將 RS232 數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀，最終傳送到各個(gè)客戶端。顧名思義，組幀就是將接收到的 RS232 數(shù)據(jù)組幀，當(dāng)一幀數(shù)據(jù)接收完成之再向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)。 /* 進(jìn)入監(jiān)聽(tīng)狀態(tài) */ tcp_accept(pcb,tcp_232_server_accept)。當(dāng)返回的是 NULL 的時(shí)候，說(shuō)明監(jiān)聽(tīng)模式的連接內(nèi)存是不可用的，假如是這個(gè)結(jié)果的話，我們之前傳遞給 tcp_listen（）函數(shù)的 pcb 所占有的內(nèi)存就無(wú)法得以分配。在連接創(chuàng)建完成以后，協(xié)議控制模塊（ PCB）就進(jìn)入監(jiān)聽(tīng)模式了，可以直接的去連接另外一個(gè)主機(jī)，也可以等待數(shù)據(jù)接收的連接信號(hào)。 檢驗(yàn)和的范圍非常的廣，在 TCP 的首部和 TCP 數(shù)據(jù)里都分 布著，簡(jiǎn)單的概括就是占據(jù)了整個(gè) TCP 報(bào)文段。 首先介紹結(jié)構(gòu)圖最頂端的兩個(gè)部分，源端口號(hào)和目的端口號(hào)。所以在傳輸數(shù)據(jù)的兩方都會(huì)預(yù)留一個(gè)接收的緩沖區(qū)，假如其中一方的接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)滿了，那么它會(huì)發(fā)送信號(hào)給另一方， 讓它終止數(shù)據(jù)的發(fā)送，直到緩沖區(qū)有空余的空間為止。同理，當(dāng)我們需要終止連接的時(shí)候，也必須使用 TCP 連接中斷過(guò)程來(lái)關(guān)閉連接，不然就不會(huì)達(dá)到我們希望達(dá)到的要求。缺省的網(wǎng)絡(luò)接口 的裝配 一般是 由人親自開(kāi)啟的 時(shí)侯 ，或者是 處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的 時(shí) 侯 。一旦我們需要的網(wǎng)絡(luò)接口確定之后，數(shù)據(jù)包就會(huì)被傳遞到 ip_output_if（）函數(shù)，而這個(gè)函數(shù)也會(huì)把發(fā)送網(wǎng)絡(luò)接口當(dāng)作一個(gè)函數(shù)自變量。在這段過(guò)程中，初始化的任務(wù)有很多，例如 ： 檢測(cè) IP 所用的版本，還需要確定報(bào)頭的值，除此之外，要算出 和檢查報(bào)頭的 checksum 域。因此，在鏈路層是很容易出現(xiàn)大的 IP 數(shù)據(jù)包分解這種情況的。而 LWIP 卻只是 完成了 IP 最基礎(chǔ)的幾個(gè)性能，那就是數(shù)據(jù)包的傳遞 、 接收和轉(zhuǎn)發(fā)，但是卻 并不能對(duì)分割的 IP 包進(jìn)行發(fā)送和接收，也不能對(duì)帶有 IP選項(xiàng)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行處理。在內(nèi)存池里面進(jìn)行內(nèi)存管理，一個(gè)最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以很好的防止內(nèi)存碎片的產(chǎn)生，而且它的內(nèi)存分配和釋放效 率會(huì)更高，相反，它的 缺點(diǎn)就是浪費(fèi)部分的內(nèi)存。這樣一來(lái)，返回的內(nèi)存就會(huì)出現(xiàn)“沒(méi)有”初始化的。分配器可以對(duì)每個(gè)節(jié) 點(diǎn)進(jìn)行必要的檢查，看看它前后會(huì)不會(huì)有空閑的內(nèi)存塊，如果找到了 空閑的內(nèi)存塊 ，就會(huì) 將它們合并在一起，形成一個(gè)相對(duì)較大的空閑內(nèi)存塊了 。這樣就可以很好的保證數(shù)據(jù)的正常傳輸了。除此之外， if 還定義了一些狀態(tài)回調(diào)函數(shù)，只有當(dāng)配置了該功能時(shí)，才會(huì)使用。 LWIP 協(xié)議 其實(shí) 主要是一種 專門適用于嵌入式系統(tǒng)的 TCP/IP 協(xié)議棧 ， 它的通俗意思 就是大家都熟悉的 Light Weight（輕型） IP 協(xié)議，在運(yùn)行的范圍方面，即可以移植到操作系統(tǒng)上運(yùn)行，也可以在沒(méi)有操作系統(tǒng)的情況下獨(dú)立的運(yùn)行。一般來(lái)說(shuō)，復(fù)位電路有兩個(gè)作用，即可以對(duì)系統(tǒng)上電進(jìn)行復(fù)位，又可以在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)按鍵來(lái)進(jìn)行手動(dòng)復(fù)位。對(duì)于 STM32F107 開(kāi)發(fā)板來(lái)說(shuō)，供電方式一般有兩種：第一種是 5v 電源適配器進(jìn)行供電；第二種是 USB 串口進(jìn)行供電。它主要是以 CotexM3 內(nèi)核 為基礎(chǔ)而存在 的 32 位閃存微控制器， 它所采用的指令也是非常的高 端，是一種 高代碼 、 高性能密度的指令集， 除此之外，還運(yùn)用到了一個(gè)叫作 緊藕合嵌套向量中斷控制器。模擬功能一般包含 2個(gè) DAC，還有完整的電源監(jiān)控功能。 OTG PHY 的 USB OTG 全速的接口，所以，具有 USB 主機(jī)的功能，不再需要外置的 USB OTG 或 PHY. PLL 模塊 ， 配有 高級(jí) 的 時(shí)鐘配置方案 為外設(shè)提供服務(wù) ， 目的就是為了更加的 靈活 ，而 且成本 也會(huì)更加的優(yōu)化。 它 的 功能 非常的 齊全 ， 特點(diǎn)也是非常的顯著，比如說(shuō)：調(diào)試成本低，中斷延遲時(shí)間短，門數(shù)少等等。 從以上的 4 種系列的 STM32 微控制器來(lái)看 ， 既要同時(shí)滿足設(shè)計(jì)中要求的具有以太網(wǎng)接口和 RS232 接口的微型控制器，又要結(jié)合高性能和低功耗的特點(diǎn)，以上能滿足條件的最優(yōu)答案就是互聯(lián)型芯片 STM32F107 了，因此最終決定 選用 F1 互聯(lián)型系列的STM32F107 作為 本設(shè)計(jì)的 微型控制器。因此，STM32 系列的微型控制器就給了我們非常多的選擇和開(kāi)發(fā)的空間，它提供了全新的 32位產(chǎn)品的選擇可能性，結(jié)合高性能 、 低功耗 、 高實(shí)用 性的出色特點(diǎn)，另一方面 又能保持很 高 的集成度，還有很容易 開(kāi)發(fā)的巨大優(yōu)勢(shì)。 ：本次設(shè)計(jì)的硬件設(shè)計(jì)理念其實(shí)很簡(jiǎn)單，主要是把整個(gè)系統(tǒng)模塊化，然后再對(duì)各個(gè)模塊的功能進(jìn)行細(xì)致的闡述。 因此為了符合 上述的要求，提出一種 新的設(shè)計(jì)方法，特別選用 STM32 微控制器作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹行目刂破?。 3rd, in the process of designing software, implement TCP protocol over Ether to serial data protocol conversion and transport. Key words： STM32F107； Ether； RS232； Data transmission gateway； 目 錄 第一章 方案介紹 .......................................................................................................................1 課題設(shè) 計(jì)背景 .................................................................................................................1 課題設(shè)計(jì)要求 .................................................................................................................1 課題設(shè)計(jì)工作 .................................................................................................................1 第二章 主控芯片的選擇 ...........................................................................................................3 STM32 微型控制器的選擇 ..............................................................................................3 STM32F107 芯片 概述 ......................................................................................................3 STM32F107 芯片結(jié) 構(gòu) ......................................................................................................4 STM32 的功能及優(yōu)勢(shì) ......................................................................................................5 第三章 網(wǎng)關(guān)硬件設(shè)計(jì) ...............................................................................................................6 總體框架設(shè)計(jì) .................................................................................................................6 電源模塊設(shè)計(jì) .................................................................................................................7 JTAG 下載電路 ................................................................................................................8 復(fù)位電路 .........................................................................................................................8 以太網(wǎng)模塊電路設(shè)計(jì) .....................................................................................................9 RS232 通訊電路設(shè)計(jì) ......................................................................................................9 第四章 軟件介紹 ..................................................................................................................... 11 LWIP 協(xié)議棧簡(jiǎn)介 .......................................................................................................... 11 pbuf 結(jié)構(gòu)體定義 ................................................................................................... 11 LWIP 協(xié)議棧中各層的實(shí)現(xiàn) ................................................................................... 12 LWIP 協(xié)議棧的內(nèi)存管理 ....................................................................................