从网络上获取标准时间


关键词:NTP  W5500  WIZnet  W5500EVB  Internet时间


NTP是网络时间协议,是用来使设备时间同步化的一种协议,在一些应用场合里,时间同步是十分重要的,特别是随着设备运行时间云长,时间误差就越来越大,因为设备中晶振自身会产生误差。那么NTP协议就可以解决这个问题。 下面我们就结合W5500介绍一下如何使用W5500实现NTP协议,即从一个远程NTP服务器获取标准网络时间,通过换算成北京时间(东八区),然后通过串口把时间打印出来。相信通过本次讲解,一定会使你对NTP有更清晰的认识。主函数中初始化单片机以及进行网络配置的步骤 与前面章节相同,这里就不再赘述。主函数中重要的是调用ntpclient_init()和do_ntp_client()两个函数。前者初始化NTP报文,后者完成与NTP服务器的交互过程。由于本程序只是实现从服务器获取时间,并未涉及时钟同步的问题,所以后面的字段都不需要用到,全部初始化为0, 为了简化程序,NTP_Message中也仅仅包含flag中的内容。NTP服务器的IP地址在全局变量NTP_Server_IP中定义,NTP服务器的默认端口号是123。

NTP校时过程中的原理示意图如下:(其中W5500为图中LS_A端,NTP服务器(国家授时中心)为LS_B端。)

主循环代码如下:
while(1)
{
	do_ntp_client();
}


void do_ntp_client(void)
{
	if(Total_Seconds)
    return; 
  	else
  	{
    	uint16 len;
    	uint8 * data_buf = BUFPUB;
    	uint32 destip = 0;
    	uint16 destport;
    	uint16 startindex = 40; //last 8-byte of data_buf[size is 48 byte] is xmt, so the startindex should be 40
    switch(getSn_SR(SOCK_NTP))
    {
    	case SOCK_UDP:
        	if ((len = getSn_RX_RSR(SOCK_NTP)) > 0) 		
        	{
          		if (len > TX_RX_MAX_BUF_SIZE) len = TX_RX_MAX_BUF_SIZE;
          		recvfrom(SOCK_NTP, data_buf, len, (uint8*)&destip, &destport);	
          		get_seconds_from_ntp_server(data_buf,startindex);
          		printf("%d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d\r\n",  
           		(ConfigMsg.date.year[0]<<8)+ConfigMsg.date.year[1],
            	ConfigMsg.date.month,
            	ConfigMsg.date.day,
            	ConfigMsg.date.hour,
            	ConfigMsg.date.minute,
           		ConfigMsg.date.second);
          		NTP_Retry_Cnt=0;
        	}
        	if(Total_Seconds>0) return;
        	if(NTP_Retry_Cnt<100)
        	{  
          		if(NTP_Retry_Cnt==0)//first send request, no need to wait
          	{
            	sendto(SOCK_NTP,NTP_Message, sizeof(NTP_Message), NTP_Server_IP, NTP_Port);
            	NTP_Retry_Cnt++;
            	NTP_Timeouttimer_Start=1;
           		 ntptimer=0;
          	}
          	else 
          	{
            	if(ntptimer>2) //wait time, 3 second
            {
             	sendto(SOCK_NTP,NTP_Message,sizeof(NTP_Message),NTP_Server_IP, NTP_Port);
             	if(ConfigMsg.debug) printf("ntp retry: %d\r\n", NTP_Retry_Cnt);
             	NTP_Retry_Cnt++;
             	ntptimer=0;
              
            }
          	}
        	}	
        	else 
        	{
          		NTP_Retry_Cnt=0;
        	}
        break;
      	case SOCK_CLOSED:
        	socket(SOCK_NTP,Sn_MR_UDP,NTP_Port,0);
        break;
    	}
	} 
}
测试步骤如下:
  1. 本例程通过DHCP动态获取IP信息来配置W5500的IP信息,所以在w5500_conf.c文件中设置ip_from为IP_FROM_DHCP。
  2. 对代码进行编译,之后将程序烧录到野火开发板。
  3. 连接好网线,USB串口线。打开串口调试工具,复位野火开发板,从输出结果可以得到图1设置信息。
  4. 可以看到同步NTP服务器时间为2015-02-03 16:24:57,在观察自己电脑的时间,基本没有误差。

图1:NTP串口打印信息


例程下载:【NTP】
编译环境:keil V5.11
硬件要求:W5500EVB