--- title: "stm32f103 w5500 tcp server" url: "https://maker.wiznet.io/WIZnet/projects/stm32f103-w5500-tcp-server/" markdown_url: "https://maker.wiznet.io/WIZnet/projects/stm32f103-w5500-tcp-server/md" type: "UCC: User Created Content" author: "donglicaiju76152" author_url: "https://www.twblogs.net/a/5d3fa2c4bd9eee51fbf93ce2" editor: "WIZnet" editor_url: "https://maker.wiznet.io/" original_author: "donglicaiju76152" original_url: "https://www.twblogs.net/a/5d3fa2c4bd9eee51fbf93ce2" published: "2023-02-17" language: "en" likes: 4 views: 514 comments: 0 source: "WIZnet Makers (https://maker.wiznet.io/)" --- # stm32f103 w5500 tcp server > mult TCP clients supported TCP server Original author: donglicaiju76152 (source: https://www.twblogs.net/a/5d3fa2c4bd9eee51fbf93ce2) ## Article **DETAILS** ## **背景** 項目中需要使用網絡，開始使用的stm32f4+lwip的方案，但是硬件成本有些高，更主要的是lwip不好用，老是斷，可能是自己沒有研究透它吧。經過長時間的調研論證，最終選擇了w5500這款芯片。它把TCP/IP網絡協議棧固化在了硬件芯片中，爲用戶留出應用層接口，簡單穩定。 ## **移植過程** 首先，從https://w5500.com/上下載芯片手冊和參考代碼瞭解芯片的原理及基本用法，內容不是很複雜。項目中需要W5500作爲TCP Server，會有三個客戶端連接。參考相關代碼，移植到項目中，具體代碼如下。 #### **配置** ```c static void net_set_config(void) { unsigned char mac[6] = {0x00, 0x08, 0xdc, 0x11, 0x11, 0x11}; unsigned char ip[4] = {192, 168, 1, 100}; unsigned char sub[4] = {255, 255, 255, 0}; unsigned char gw[4] = {192, 168, 1, 1}; unsigned char tx_size[8] = {2,2,2,2,2,2,2,2}; unsigned char rx_size[8] = {2,2,2,2,2,2,2,2}; /* 設置Mac地址 */ set_mac_addr(mac); /* 設置IP */ set_source_ip_addr(ip); /* 設置子網掩碼 */ set_subnet_mask(sub); /* 設置網關 */ set_gateway(gw); /* 初始化8個socket */ sys_init(tx_size, rx_size); /* 設置超時時間 */ set_retrans_time(2000); /* 設置最大重新發送次數 */ set_retrans_num(3); /* 打開心跳功能 */ set_keepalive(SOCKET_ID_0); set_keepalive(SOCKET_ID_1); set_keepalive(SOCKET_ID_2); } ``` #### **狀態機** ```c int net_process_socket(SOCKET sock, unsigned short port) { int ret = -1; unsigned char state = SOCK_CLOSED; unsigned short len = 0; unsigned char data[MAX_MSG_LEN]; state = get_sock_status(sock); switch (state) { case SOCK_INIT: listen(sock); break; case SOCK_ESTABLISHED: if (get_sock_interrupt_status(sock) & Sn_IR_CON) { set_sock_interrupt_status(sock, Sn_IR_CON); } len = get_sock_rx_free_buff_size(sock); if (len > 0) { recv(sock, data, MAX_MSG_LEN); /* process the recv data */ } break; case SOCK_CLOSE_WAIT: disconnect(sock); break; case SOCK_CLOSED: ret = socket(sock, Sn_MR_TCP, port, Sn_MR_ND); break; default: break; } return 0; } ``` #### **運行** ```c void net_task(void *arg) { /* 配置網絡信息 */ net_set_config(); while (1) { net_process_socket(SOCKET_ID_0, 12345); net_process_socket(SOCKET_ID_1, 12345); net_process_socket(SOCKET_ID_2, 12345); /* 延時20ms */ vTaskDelay(100); } } ``` w5500最多支持8個socket連接，由於項目中需要三個客戶端，所以，配置了三個socket。然後，在單獨的線程中依次運行每個socket對應的狀態機。具體的基礎知識不去細說，官網和博客中有非常多的描述。 ## **問題** 按說，按照官網的設置後，應該可以正常運行。確實可以運行了，三個客戶端也都可以連接上，但是，設備長時間測試中發現，客戶端和服務器之間的連接經常斷開。一旦斷了，有的客戶端可以連上，有的客戶端就再也連接不上了。解決的方式只能是重啓設備，這樣肯定是不行的啊。 客戶端是有重連機制的，會週期地發送心跳包給服務器，超時後就重新連接服務器，整個機制都沒有問題，問題就是始終連接不上服務器了。採用的有線連接，按說本身就不應該斷開的。這個問題折騰了一個月多都沒有頭緒，設備出廠的日期也只能往後推了。 ## **解決方案** 首先，通過網絡調試助手模擬客戶端，長時間運行看看會不會斷，沒有斷過。通過wireshark抓包，發現沒有keepalive心跳包，不知道爲什麼服務器沒有發出來。參考了同事和浩然電子杜工的建議，進行了如下修改，問題得到解決，目前運行十幾天，設備沒有斷過一次。 - 增加備用socket 有三個客戶端，那麼就開六個客戶端，每個客戶端有一個正常使用的，一個備用的，一旦連接斷掉，另一個立馬啓用，無縫切換。 - 心跳處理 自動發送心跳改成手動發送。 - 增加延時 官網上的資料包均是基於裸機的演示程序，而我們的項目是多線程的，所以，需要在死等的地方修改成延時。 #### **配置** ```c static void net_set_config(void) { unsigned char mac[6] = {0x00, 0x08, 0xdc, 0x11, 0x11, 0x11}; unsigned char ip[4] = {192, 168, 1, 100}; unsigned char sub[4] = {255, 255, 255, 0}; unsigned char gw[4] = {192, 168, 1, 1}; unsigned char tx_size[8] = {2,2,2,2,2,2,2,2}; unsigned char rx_size[8] = {2,2,2,2,2,2,2,2}; /* 設置Mac地址 */ set_mac_addr(mac); /* 設置IP */ set_source_ip_addr(ip); /* 設置子網掩碼 */ set_subnet_mask(sub); /* 設置網關 */ set_gateway(gw); /* 初始化8個socket */ sys_init(tx_size, rx_size); /* 設置超時時間 */ set_retrans_time(2000); /* 設置最大重新發送次數 */ set_retrans_num(3); } ``` 不去開啓心跳自動發送機制。 #### **狀態機** ```c int net_process_socket(SOCKET sock, unsigned short port) { int ret = -1; unsigned char state = SOCK_CLOSED; unsigned short len = 0; unsigned char data[MAX_MSG_LEN]; static unsigned char sock_est_flag[8] = {1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1}; SOCKET another_sock; state = get_sock_status(sock); switch (state) { case SOCK_INIT: listen(sock); sock_est_flag[sock] = 1; break; case SOCK_ESTABLISHED: if (sock_est_flag[sock] == 1) { sock_est_flag[sock] = 0; if ((sock % 2) == 0) { another_sock = sock + 1; } else { another_sock = sock - 1; } if (get_sock_status(another_sock) == SOCK_ESTABLISHED) { close(another_sock); } } if (get_sock_interrupt_status(sock) & Sn_IR_CON) { set_sock_interrupt_status(sock, Sn_IR_CON); } len = get_sock_rx_free_buff_size(sock); if (len > 0) { recv(sock, data, MAX_MSG_LEN); /* process the recv data */ } break; case SOCK_CLOSE_WAIT: disconnect(sock); break; case SOCK_CLOSED: ret = socket(sock, Sn_MR_TCP, port, Sn_MR_ND); break; default: break; } return 0; } ``` 增加備用socket。備用socket時刻處於listen狀態。 #### **運行** ```c void net_task(void *arg) { int i = 0; int counter = 0; /* 配置網絡信息 */ net_set_config(); while (1) { net_process_socket(SOCKET_ID_0, 12345); net_process_socket(SOCKET_ID_1, 12345); net_process_socket(SOCKET_ID_2, 12346); net_process_socket(SOCKET_ID_3, 12346); net_process_socket(SOCKET_ID_4, 12347); net_process_socket(SOCKET_ID_5, 12347); if ((counter++ % 100) == 0) { for (i = 0 ; i < 6; i++) { iinchip_write_data(Sn_CR(i),Sn_CR_SEND_KEEP); } } /* 延時20ms */ vTaskDelay(100); } } ``` 手動發送keepalive心跳包，每10s發送一次。 #### **延時** 另外， 非常重要的一點是，在socket的發送和接收函數中死等的地方增加操作系統的延時。 ## **總結** 遇到問題不要着急，總會有解決的方案，現在沒有隻是時候未到。說明目前掌握的線索還不足以破案，需要繼續分析研究。黔驢技窮後多和同事請教討論，很多時候會思維定式，別人的某句話可能就能給你提供有用的線索。 再次感謝浩然電子的杜工耐心的幫助。 再此記錄下來艱辛歷程，希望可以幫到其他人。 --- Source: https://maker.wiznet.io/WIZnet/projects/stm32f103-w5500-tcp-server/