本篇总结
使用 W55MH32 的 TOE 引擎实现 TCP 服务器模式,被动等待客户端连接进行数据回环测试。
🔑 KEIL MDK、UART调试、硬件TOE引擎、TCP、DHCP
硬件平台 :本例程基于 W55MH32L-EVB 开发板运行。
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本示例演示使用 W55MH32 的 TOE 引擎实现 TCP 服务器模式,被动等待客户端连接进行数据回环测试。核心是基于 Sn_SR 寄存器状态机的 loopback_tcps() 函数,在 SOCK_CLOSED → SOCK_INIT → SOCK_LISTEN → SOCK_ESTABLISHED 状态间切换,实现监听、连接、收发、断开全流程。
前置工具准备
开始本例程前,请确认以下工具已安装:
WIZ UartTool V1.0 :串口调试工具:点击下载
SocketTester :网络调试工具:点击下载
TCP 服务器与客户端
TCP 通信分为服务器端和客户端两种角色。服务器端被动等待客户端的连接请求,客户端主动发起连接。建立连接后,双方均可收发数据。TCP 服务器通过 listen() 进入监听状态,等待客户端 connect() 请求,三次握手成功后建立连接。
对比项 TCP 服务器 TCP 客户端
连接方向 被动等待连接 主动发起连接
关键API listen()connect()
端口要求 固定端口(如8080) 源端口可任意
SOCK_LISTEN 有(监听状态) 无
目标地址 不需要 需指定服务器IP+端口
W55MH32 TCP 服务器特点
W55MH32 的 TOE 引擎支持 8 个独立 Socket,每个 Socket 均可配置为 TCP 服务器。服务器模式下调用 socket() 打开 Socket 后,调用 listen() 进入监听状态,等待客户端连接。三次握手由 TOE 硬件自动完成,用户只需轮询 Sn_SR 状态。
硬件连接与拓扑
请注意:
测试需要 PC 端和 W55MH32 处于同一网段。PC 端作为 TCP 客户端主动连接开发板。
Micro USB 线连接 DEBUG USB 口到 PC(供电 + 调试串口)
网线连接开发板 RJ45 网口 到路由器 LAN 口
┌─────────────────────────────────┐
│ 路由器(DHCP Server) │
│ 192.168.1.1 │
└────┬──────────────────┬───────────┘
│ │
┌────┴──────┐ ┌────┴──────┐
│ W55MH32 │ │ PC │
│TCP Server │ │SocketTester│
│ IP: DHCP │ │TCP Client │
│ port:8080 │ │ │
└───────────┘ └───────────┘
↑ ↑
DEBUG USB ──→ WIZ UartTool
网络拓扑:W55MH32 作为 TCP 服务器被动等待 PC 客户端连接
工程结构
工程位于 SDK 内 1.SDK\ModuleDemo\WZTOE\3.TCP_Server\,核心文件如下:
3.TCP_Server/
├── Project/
│ └── Project.uvprojx ← Keil 工程文件
└── USER/
├── main.c ← 初始化 + TCP 服务器主循环
├── Loopback/
│ ├── loopback.c ← loopback_tcps() 状态机核心
│ └── loopback.h
├── wiz_interface/
│ ├── wiz_interface.c ← DHCP / PHY 检测 / 网络初始化
│ └── wiz_interface.h
├── uart/
│ ├── bsp_uart.c ← 调试串口 + printf 重定向
│ └── bsp_uart.h
└── delay/
└── delay.c/h ← SysTick 毫秒延时
步骤1:开启TCP Keepalive功能
文件:USER/main.c
/* Enable keepalive, Parameter 2 is the keep alive time, with a unit of 5 seconds */
setSn_KPALVTR(SOCKET_ID, 6); // 30s keepalive
KeepAlive 的时间单元为 5 秒,设置 6 个单元则每 30 秒发送一次 KeepAlive 报文。服务器模式下 Keepalive 尤为重要——当客户端异常断电或断网时,服务器无法感知连接已断开,Keepalive 可以检测并清理这些无效连接。
步骤2:主循环运行TCP Server回环测试 文件:USER/main.c
while (1)
{
loopback_tcps(SOCKET_ID, ethernet_buf, local_port);
}
三个传参分别为:SOCKET ID、TCP协议缓存数组、本地监听端口号。示例本地端口为 8080。主循环不断调用状态机函数,等待客户端连接。
步骤3:TCP Server状态机
loopback_tcps() 函数基于 getSn_SR(sn) 返回的 Socket 状态执行对应操作:
Socket状态 执行操作
SOCK_CLOSED 配置端口并打开TCP Socket,进入 SOCK_INIT
SOCK_INIT 调用 listen() 进入监听状态 SOCK_LISTEN
SOCK_LISTEN 等待客户端连接,无操作
SOCK_ESTABLISHED 连接已建立,清除中断,收发数据回环
SOCK_CLOSE_WAIT 客户端主动断开,调用 disconnect() 断开
文件:USER/Loopback/loopback.c | 函数:loopback_tcps()
int32_t loopback_tcps(uint8_t sn, uint8_t *buf, uint16_t port)
{
int32_t ret;
uint16_t size = 0, sentsize = 0;
switch (getSn_SR(sn))
{
case SOCK_ESTABLISHED: // 连接已建立
if (getSn_IR(sn) & Sn_IR_CON) // 连接成功中断
{
setSn_IR(sn, Sn_IR_CON); // 清除中断标志
}
if ((size = getSn_RX_RSR(sn)) > 0) // 有数据到达
{
if (size > DATA_BUF_SIZE) size = DATA_BUF_SIZE;
ret = recv(sn, buf, size); // 接收数据
buf[size] = 0x00;
// 回环发送
while (size != sentsize)
{
ret = send(sn, buf + sentsize, size - sentsize);
if (ret < 0) { close(sn); return ret; }
sentsize += ret;
}
}
break;
case SOCK_CLOSE_WAIT: // 客户端主动断开
disconnect(sn);
break;
case SOCK_LISTEN: // 监听状态,等待连接
break;
case SOCK_INIT: // Socket已打开
listen(sn); // 进入监听状态
break;
case SOCK_CLOSED: // Socket未打开
close(sn);
socket(sn, Sn_MR_TCP, port, 0x00); // 打开TCP Socket,绑定端口
break;
default:
break;
}
return 1;
}
状态机核心:SOCK_CLOSED 时打开 Socket 并绑定固定端口,SOCK_INIT 时调用 listen() 进入监听,SOCK_LISTEN 等待客户端连接,SOCK_ESTABLISHED 时收发数据,SOCK_CLOSE_WAIT 时断开连接。与客户端模式的关键区别是 listen() 替代 connect()。
listen() — TCP 服务器监听
listen(sn) 使 Socket n 从 SOCK_INIT 状态进入 SOCK_LISTEN 监听状态,开始等待客户端的连接请求。当客户端发起 connect() 时,TOE 硬件自动完成三次握手,Socket 状态变为 SOCK_ESTABLISHED。一个 Socket 只能接受一个客户端连接,多客户端需使用多个 Socket。
如果你想自定义
改监听端口 → 修改 main.c 中 local_port 的值
支持多客户端 → 参考《多个 Socket 作为 TCP 服务器 》,使用 8 个 Socket 同时监听
改用其他 Socket 编号 → 修改 SOCKET_ID 宏(W55MH32 TOE 支持 0-7 共 8 个 Socket)
运行验证
打开 WIZ UartTool V1.0 ,连接 DEBUG USB 对应 COM 口(115200 / 8N1),观察开发板串口输出。服务器启动后会打印 Socket 打开和监听提示:
W55MH32 TCP Server example
PHY link
The current Mbtis speed : 100Mbps
The current Duplex Mode : Full-Duplex
DHCP running
DHCP success!
====================================================================================================
W55MH32 network configuration : DHCP
MAC : 00:08:DC:00:0E:9A
IP : 192.168.1.6
Subnet Mask : 255.255.255.0
Gateway : 192.168.1.1
DNS : 192.168.1.1
====================================================================================================
0:TCP server loopback start
0:Socket opened
0:Listen, TCP server loopback, port [8080]
然后打开 SocketTester ,设置为 TCP Client 模式,输入 W55MH32 的 IP 地址(192.168.1.30)和端口号(8080),点击"Connect"连接服务器。连接成功后,向服务器发送数据即可进行回环测试。
W55MH32 串口输出 — TCP 服务器初始化(PHY 链路 + DHCP + TCP 监听) WIZ UartTool 串口输出 + SocketTester TCP 客户端 — 数据回环测试 常见问题
Q: TCP服务器和TCP客户端有什么区别
TCP 服务器被动等待连接,调用 listen() 进入监听状态,使用固定端口。TCP 客户端主动发起连接,调用 connect() 连接服务器,源端口可任意。服务器有 SOCK_LISTEN 监听状态,客户端没有。
Q: 一个Socket能接受多个客户端连接吗
不能。W55MH32 的一个 Socket 只能接受一个客户端连接。如果需要支持多客户端同时连接,需要使用多个 Socket 同时监听相同或不同端口,参见《多个 Socket 作为 TCP 服务器》例程。
Q: Keepalive 在服务器模式下有什么用
当客户端异常断电或断网时,服务器无法感知连接已断开,Socket 会一直停留在 SOCK_ESTABLISHED 状态。Keepalive 定期发送探测报文,若未收到回复则判定连接失效,自动关闭 Socket 释放资源。
Q: 客户端连接不上服务器怎么办
排查步骤:1) 确认 PC 和 W55MH32 同一网段;2) 确认 SocketTester 中输入的 IP 和端口正确;3) 检查串口是否打印 "Opened, TCP Server, port [8080]";4) 关闭 PC 端防火墙。
Q: SOCK_LISTEN 和 SOCK_ESTABLISHED 状态有什么区别
SOCK_LISTEN 是监听状态,Socket 已打开并调用 listen(),等待客户端连接请求,此时不能收发数据。SOCK_ESTABLISHED 是连接已建立状态,三次握手完成,可以正常收发数据。
总结
本文基于 W55MH32 硬件 TCP/IP 协议栈实现了 TCP 服务器模式通信:
服务器 vs 客户端: 服务器被动等待连接(listen),客户端主动发起连接(connect),服务器使用固定端口
核心函数: loopback_tcps() 基于 Sn_SR 状态机实现 SOCK_CLOSED→SOCK_INIT→SOCK_LISTEN→SOCK_ESTABLISHED 全流程
Keepalive: 服务器模式下尤为重要,可检测客户端异常断开并清理无效连接
单 Socket 限制: 一个 Socket 只能接受一个客户端连接,多客户端需使用多 Socket
状态机模式: 所有 Socket 编程本质都是"读取 getSn_SR() → 根据状态执行操作"的轮询模式