esp32 信道 esp32 ethernet

转载

墨舞青云 2024-05-16 08:14:03

文章标签 esp32 信道嵌入式硬件 ide 单片机 Ethernet 文章分类 架构后端开发

ESP32的Ethernet通讯

Arduino的Ethernet库
Ethernet库
库函数介绍
总结

Arduino的Ethernet库

Arduino很早就支持Ethernet通讯。硬件主要是支持W5100，W5200和W5500以太网通讯模块通过SPI接口与ESP32通讯。在Arduino 1.8.19版本以前，Arduino不支持库的引用位置。比如，在例子中说调用Ethernet.h，但如果想看程序中的头文件，不知道这个库放在那个目录中，查找起来非常麻烦，用VSCODE可以看到调用的库在那个目录，可以直接打开库的位置，但让VSCODE运行Arduino也运行也并不是一件容易的事情。好在现在的Arduino 1.8.20可以解决这个问题了。我的库按照在Arduino-1.8.19\library\src\ehternet. 有许多的例子说明库是使用。下面介绍一下这些库的应用情况。

Ethernet库

一般的应用都会调用Ethernet.h文件。调用这个文件就会调用其他的两个关键的库，Client.h 和Server.h库。如下：

#include <Arduino.h>
#include "Client.h"
#include "Server.h"
#include "Udp.h"

在ESP32中如果不对Server.h文件修改的话就会报错。许多网友使用这个库时会报错，我的博客中对此有解决方法。按此修改了Server.h后，应该是无法正常使用无线网了，具体的解决方法好没有找到。

下面介绍库里面的函数：

库函数介绍

enum EthernetLinkStatus {
	Unknown,
	LinkON,
	LinkOFF
};

枚举EthernerLinkStatus，以太网模块的连接状态。

enum EthernetHardwareStatus {
	EthernetNoHardware,
	EthernetW5100,
	EthernetW5200,
	EthernetW5500
};

以太网硬件，有三种模块，分别为W5100，W5200和W5500. 现在大部分使用的是W5500，通过速度100/10 MHz自动切换，最多可以建立8个连接。

主要的类定义：

class EthernetClass {
private:
	static IPAddress _dnsServerAddress;
	static DhcpClass* _dhcp;
public:
	// Initialise the Ethernet shield to use the provided MAC address and
	// gain the rest of the configuration through DHCP.
	// Returns 0 if the DHCP configuration failed, and 1 if it succeeded
	static int begin(uint8_t *mac, unsigned long timeout = 60000, unsigned long responseTimeout = 4000);
	static int maintain();
	static EthernetLinkStatus linkStatus();
	static EthernetHardwareStatus hardwareStatus();

	// Manaul configuration
	static void begin(uint8_t *mac, IPAddress ip);
	static void begin(uint8_t *mac, IPAddress ip, IPAddress dns);
	static void begin(uint8_t *mac, IPAddress ip, IPAddress dns, IPAddress gateway);
	static void begin(uint8_t *mac, IPAddress ip, IPAddress dns, IPAddress gateway, IPAddress subnet);
	static void init(uint8_t sspin = 10);

	static void MACAddress(uint8_t *mac_address);
	static IPAddress localIP();
	static IPAddress subnetMask();
	static IPAddress gatewayIP();
	static IPAddress dnsServerIP() { return _dnsServerAddress; }

	void setMACAddress(const uint8_t *mac_address);
	void setLocalIP(const IPAddress local_ip);
	void setSubnetMask(const IPAddress subnet);
	void setGatewayIP(const IPAddress gateway);
	void setDnsServerIP(const IPAddress dns_server) { _dnsServerAddress = dns_server; }
	void setRetransmissionTimeout(uint16_t milliseconds);
	void setRetransmissionCount(uint8_t num);

	friend class EthernetClient;
	friend class EthernetServer;
	friend class EthernetUDP;
private:
	// Opens a socket(TCP or UDP or IP_RAW mode)
	static uint8_t socketBegin(uint8_t protocol, uint16_t port);
	static uint8_t socketBeginMulticast(uint8_t protocol, IPAddress ip,uint16_t port);
	static uint8_t socketStatus(uint8_t s);
	// Close socket
	static void socketClose(uint8_t s);
	// Establish TCP connection (Active connection)
	static void socketConnect(uint8_t s, uint8_t * addr, uint16_t port);
	// disconnect the connection
	static void socketDisconnect(uint8_t s);
	// Establish TCP connection (Passive connection)
	static uint8_t socketListen(uint8_t s);
	// Send data (TCP)
	static uint16_t socketSend(uint8_t s, const uint8_t * buf, uint16_t len);
	static uint16_t socketSendAvailable(uint8_t s);
	// Receive data (TCP)
	static int socketRecv(uint8_t s, uint8_t * buf, int16_t len);
	static uint16_t socketRecvAvailable(uint8_t s);
	static uint8_t socketPeek(uint8_t s);
	// sets up a UDP datagram, the data for which will be provided by one
	// or more calls to bufferData and then finally sent with sendUDP.
	// return true if the datagram was successfully set up, or false if there was an error
	static bool socketStartUDP(uint8_t s, uint8_t* addr, uint16_t port);
	// copy up to len bytes of data from buf into a UDP datagram to be
	// sent later by sendUDP.  Allows datagrams to be built up from a series of bufferData calls.
	// return Number of bytes successfully buffered
	static uint16_t socketBufferData(uint8_t s, uint16_t offset, const uint8_t* buf, uint16_t len);
	// Send a UDP datagram built up from a sequence of startUDP followed by one or more
	// calls to bufferData.
	// return true if the datagram was successfully sent, or false if there was an error
	static bool socketSendUDP(uint8_t s);
	// Initialize the "random" source port number
	static void socketPortRand(uint16_t n);
};
extern EthernetClass Ethernet;

其中有用的函数：

linkStatus(); 	// 显示当前的连接状态，返回是前面枚举：

Unknown，0
LinkON，1
LinkOFF，2
程序例子：

auto link = Ethernet.linkStatus();
  Serial.print("Link status: ");
  switch (link) {
    case Unknown:
      Serial.println("Unknown");
      break;
    case LinkON:
      Serial.println("ON");
      break;
    case LinkOFF:
      Serial.println("OFF");
      break;
  }

通过这个程序可以判断网线是否连接了模块。

hardwareStatus();		// 返回安装硬件的模块

这个在实际使用中意义不大，对于实验，判断模块是否正常有用，返回的也是前面定义的枚举：

EthernetNoHardware, 0
EthernetW5100, 1
EthernetW5200, 2
EthernetW5500 3

例子：

auto hardStatus = Ethernet.hardwareStatus();
	switch (hardStatus)
    {
        case EthernetNoHardware:
          Serial.println("Ethernet No Hardware");
          break;
        case EthernetW5100:
          Serial.println("Ethernet W5100");
          break;
        case EthernetW5200:
          Serial.println("Ethernet W5200");
          break;
        case EthernetW5500:
          Serial.println("Ethernet W5500");
          break;
    }

Ethernet.maintain(); // 更新DHCP的地址

描述：
允许续订 DHCP 租约。当通过 DHCP 分配 IP 地址时，以太网设备将在该地址上租约一段时间。使用 Ethernet.maintain（），可以从 DHCP 服务器请求续订。根据服务器的配置，您可能会收到相同的地址、新地址或根本没有。

您可以根据需要随时调用此函数，它只会在需要时重新请求 DHCP 租约（在所有其他情况下返回 0）。最简单的方法是在每次 loop（）调用时调用它，但少一点也没关系。不调用此函数（或每秒调用它明显少于一次）将阻止在 DHCP 协议需要时续订租约，而是继续使用过期的租约（这不会直接中断连接，但如果 DHCP 服务器将同一地址租给其他人，事情可能会中断）。

还有一个比较需要强调一下的函数，这个函数是在Client类中的函数：

virtual uint8_t connected();   // client已经连接了server.

例子：

if (!client.connected() && alreadyConnected)
        {
            Serial.println("TCP connection closed!");
            alreadyConnected = false;
        }

用上面的程序可以检测到TCP断开了连接。