【得捷Follow me第4期】项目总结

Alohaq

【得捷Follow me第4期】项目总结 [复制链接]

 

一、前言（含视频）

        本次Follow Me 4共分为4个任务：入门任务，基础任务，进阶任务和终极任务，其中，基础任务分为两个小任务，所以共六个任务，都顺利完成。

        并且已经将内容一的视频上传至网络大学堂，视频地址为：https://training.eeworld.com.cn/video/39296 ；视频里包含了各任务的现场烧录演示及说明。

 

        任务完成所用开发环境为Paspberry Pi的Pico SDK v1.5.1+VSCode；其中VSCode不多赘述，而Paspberry Pi的Pico SDK v1.5.1的下载地址为 

链接已隐藏，如需查看请登录或者注册

，安装过程可参考 WIZnet W5500-EVB-Pico树莓派入门教程（一）-CSDN博客；

 

        任务完成所用硬件如下几个：W5500-EVB-Pico（必购）；Pico-LCD 1.14（用于大部分的显示任务）；AtomS3（W5500-EVB-Pico在做FTP服务器时，读取SD卡需要用的SPI，导致无法使用Pico-LCD做显示，通过UDP传输显示数据给AtomS3，用AtomS3做显示）；SEEED XIAO ESP32 C3（测试W5500-EVB-Pico的UDP Server功能）、DAPLink一个（自备，用于在线仿真，方便调试网络）以及自己绘制的LCD转接板一个，方便给将W5500-EVB-Pico主板与Pico-LCD组合起来，转接板如下：

图1-1

        下面将各任务逐一介绍并展示（内容二）。

二、入门任务

    2.1 任务介绍

        搭建开发环境，点亮小灯让其闪烁，并在显示屏上显示内容。

    2.2 主要代码片段

        LCD的显示主要靠移植Pico-LCD的官方驱动，其下载地址为

• https://www.waveshare.net/w/upload/2/28/Pico_code.7z；

将其C驱动部分复制至工程目录下，并改名为LCD，在工程目录下的CMake中添加如下命令：

婵犵數濮烽弫鍛婃叏娴兼潙鍨傞柣鎾崇岸閺嬫牗绻涢幋鐐寸殤闁活厽鎹囬弻鐔虹磼閵忕姵鐏堥梺鍝勫閸庣敻寮婚妸鈺傚亞闁稿本绋戦锟�

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add_subdirectory(DISPLAY/Config)
add_subdirectory(DISPLAY/LCD)
add_subdirectory(DISPLAY/Fonts)
add_subdirectory(DISPLAY/GUI)

        并在项目目录下的CMake中添加如下命令：

婵犵數濮烽弫鍛婃叏娴兼潙鍨傞柣鎾崇岸閺嬫牗绻涢幋鐐寸殤闁活厽鎹囬弻鐔虹磼閵忕姵鐏堥梺鍝勫閸庣敻寮婚妸鈺傚亞闁稿本绋戦锟�

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include_directories(../DISPLAY/Config)
include_directories(../DISPLAY/GUI)
include_directories(../DISPLAY/LCD)

        这样即包含了Pico-LCD的驱动库，初始化后就可直接显示输入内容，初始化过程如下：

婵犵數濮烽弫鍛婃叏娴兼潙鍨傞柣鎾崇岸閺嬫牗绻涢幋鐐寸殤闁活厽鎹囬弻鐔虹磼閵忕姵鐏堥梺鍝勫閸庣敻寮婚妸鈺傚亞闁稿本绋戦锟�

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    DEV_Module_Init();
    DEV_SET_PWM(30);
    LCD_1IN14_V2_Init(HORIZONTAL);
    LCD_1IN14_V2_Clear(BLACK);

    UDOUBLE Imagesize = LCD_1IN14_V2_HEIGHT*LCD_1IN14_V2_WIDTH*2;
    BlackImage = (UWORD *)malloc(Imagesize);
    Paint_NewImage((UBYTE *)BlackImage,LCD_1IN14_V2.WIDTH,LCD_1IN14_V2.HEIGHT, 0, BLACK);
    Paint_SetScale(65);
    Paint_SetRotate(ROTATE);
    Paint_Clear(BLACK);
    LCD_1IN14_V2_Display(BlackImage);


			

        之后在Paint_DrawString_EN函数中输入字符串数组，显示坐标即可显示相应内容。

        小灯的闪烁代码如下：

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    const uint LED_PIN = PICO_DEFAULT_LED_PIN;
    gpio_init(LED_PIN);
    gpio_set_dir(LED_PIN, GPIO_OUT);

    while (true) {
        gpio_put(LED_PIN, 1);
        sleep_ms(250);
        gpio_put(LED_PIN, 0);
        sleep_ms(250);
    }

    2.3 功能展示

图2-1 驱动显示屏（显示屏通过转接板叠加在主控板上）

图2-2 BLink

 

 

三、基础任务一

    3.1 任务介绍

        主板W5500-EVB-Pico获取静态IP，并且PC能够ping通，同时主板可以ping通外网；PCping通结果抓包显示。

    3.2 主要代码片段

        需要用到W5500的官方库，其地址为https://gitee.com/wiznet-hk/w5500-evb-pico-routine.git

        随后如同上述LCD添加入库，即可调用相关函数即可实现静态IP：只要初始化W5500完成，再设置网络信息，标记为静态获取即可。

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// 网络信息 默认静态
wiz_NetInfo net_info = {
    .mac = {0x00, 0x08, 0xdc, 0x1e, 0xed, 0x2e}, // Configured MAC address
    .ip = {192, 168, 1, 31},                     // Configured IP address
    .sn = {255, 255, 255, 0},                    // Configured subnet mask
    .gw = {192, 168, 1, 1},                      // Configured gateway
    .dns = {8, 8, 8, 8},                         // Configured domain address
};
// 初始化
wizchip_initialize();
sleep_ms(50);
wizchip_setnetinfo(&net_info);
print_network_information(get_info);

        想要ping通互联网，则是向特定的目的主机发送 ICMP（Internet Control Message Protocol 因特网报文控制协议）Echo 请求报文，核心代码如下：

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void ping_auto(uint8_t s, uint8_t *addr)
{
	uint8_t i;
	int32_t len = 0;
	uint8_t cnt=0;
	for(i = 0; i<=3;i++)																		
	{
		sleep_ms(10); 
		switch(getSn_SR(s))																		
		{
			case SOCK_CLOSED:																		
				close(s);
				IINCHIP_WRITE(Sn_PROTO(s), IPPROTO_ICMP);           
				if(socket(s,Sn_MR_IPRAW,3000,0)!=0)									
				{ }
				while(getSn_SR(s)!=SOCK_IPRAW);
				sleep_ms(2000); 																																				
			break;
				
			case SOCK_IPRAW:																		
				ping_request(s, addr);															
				req++;
				sleep_ms(50);
				while(1)
				{	
					if ( (len = getSn_RX_RSR(s) ) > 0)
					{	
						ping_reply(s, addr, len);												
						sleep_ms(50); 																	
						rep++;
						break;
					}
					else if(cnt > 200)
					{
						printf( "Request Time out. \r\n");
						cnt = 0;
						break;
					}
					else
					{
						cnt++;
						sleep_ms(50); 																	/*wait 50ms*/
					}
					// wait_time for 2 seconds, Break on fail
				}
	
			break;
			default:
			break;
		}
			#ifdef PING_DEBUG
		if(rep!=0)
		{
			printf("Ping Request = %d, PING_Reply = %d\r\n",req,rep);
			if(rep == req)
				printf( "PING SUCCESS\r\n " );
			else
				printf( "REPLY_ERROR\r\n " );
		}	
    else{}		
			#endif  
	}

}

    3.3 功能展示

图3-1 PC端Ping主板成功图

图3-2 主控板Ping互联网成功串口输出图

 

  四、基础任务二

    4.1 任务介绍

         主板W5500-EVB-Pico做UDP服务器，并能将PC端的UDP客户端发送内容显示在显示屏上，再抓包对比报文。同时使用SEEED XIAO ESP32 C3做UDP客户端进行测试。

    4.2 核心代码片段

         正常初始化网络即可，UDP主要涉及Socket，包含头文件 #include "socket.h" 即可，然后轮询状态（判断是否有数据传输等）即可，代码如下：

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int32_t udps_2(uint8_t sn, uint8_t* buf, uint16_t port)
{
   int32_t  ret;
   uint16_t size, sentsize;
   uint8_t  destip[4];
   uint16_t destport;

   switch(getSn_SR(sn))
   {
      case SOCK_UDP :
         if((size = getSn_RX_RSR(sn)) > 0)
         {
            if(size > DATA_BUF_SIZE) size = DATA_BUF_SIZE;
            ret = recvfrom(sn, buf, size, destip, (uint16_t*)&destport);
            buf[ret]=0x00;
            // printf("recv from[%d.%d.%d.%d][%d]: %s\n", destip[0],destip[1],destip[2],destip[3],destport,buf);
            sprintf(RecvIP[RecvCnt], "> %d.%d.%d.%d:%d", destip[0],destip[1],destip[2],destip[3],destport);
            sprintf(RecvBuf[RecvCnt], "> %s", buf);
            ddebug(RecvIP[RecvCnt]);
            ddebug(RecvBuf[RecvCnt]);
            if(++RecvCnt >= 10) RecvCnt = 0;
            if(ret <= 0)
            {
               return ret;
            }
            size = (uint16_t) ret;
            sentsize = 0;
            while(sentsize != size)
            {
               ret = sendto(sn, buf+sentsize, size-sentsize, destip, destport);
               if(ret < 0)
               {
                  return ret;
               }
               sentsize += ret; // Don't care SOCKERR_BUSY, because it is zero.
            }
         }
         break;
      case SOCK_CLOSED:
         if((ret = socket(sn, Sn_MR_UDP, port, 0x00)) != sn)
            return ret;
         printf("local port:%d\n",port);
         break;
      default :
         break;
   }
   return 1;
}

    4.3 成果展示

          先是用PC端的UDP（192.168.1.22：3333）发送Follow Me 4!到到主控板（192.168.1.31：8000），并用WireShark抓包（过滤条件为<ip.addr == 192.168.1.31 and udp>），显示如下：

图4-1 PC和主控板UDP通信抓包显示

           再用SEED XIAO ESP32C3做UDP的客户端（192.168.1.45：8000）去测试主控板的UDP服务器功能，每3秒发送一次Follow Me 4!；同时通过显示屏展示收到的内容，完成情况如下：

图4-2 主控板显示屏显示UDP接收内容（包含主机和XIAOESP32C3）

 

五、进阶任务

    5.1 任务内容 

          从NTP服务器同步时间，获取时间送显示屏显示。

    5.2 核心代码片段

          本质上还是UDP，这里选择用tx的NTP服务器，测试期间其地址为106.55.184.199；NTP及格式解析核心代码如下：

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// NTP
int8_t SNTP_run(datetime *time)
{
	uint16_t RSR_len;
	uint32_t destip = 0;
	uint16_t destport;
	uint16_t startindex = 40;

	switch(getSn_SR(NTP_SOCKET))
	{
	case SOCK_UDP:
		if ((RSR_len = getSn_RX_RSR(NTP_SOCKET)) > 0)
		{
			if (RSR_len > MAX_SNTP_BUF_SIZE) RSR_len = MAX_SNTP_BUF_SIZE;
			recvfrom(NTP_SOCKET, data_buf, RSR_len, (uint8_t *)&destip, &destport);
			get_seconds_from_ntp_server(data_buf,startindex);
			time->yy = Nowdatetime.yy;
			time->mo = Nowdatetime.mo;
			time->dd = Nowdatetime.dd;
			time->hh = Nowdatetime.hh;
			time->mm = Nowdatetime.mm;
			time->ss = Nowdatetime.ss;

			ntp_retry_cnt=0;
			close(NTP_SOCKET);

			return 1;
		}

		if(ntp_retry_cnt<0xFFFF)
		{
			if(ntp_retry_cnt==0)//first send request, no need to wait
			{
				sendto(NTP_SOCKET,ntpmessage,sizeof(ntpmessage),NTPformat.dstaddr,ntp_port);
				ntp_retry_cnt++;
			}
			else // send request again? it should wait for a while
			{
				if((ntp_retry_cnt % 0xFFF) == 0) //wait time
				{
					sendto(NTP_SOCKET,ntpmessage,sizeof(ntpmessage),NTPformat.dstaddr,ntp_port);
					ntp_retry_cnt++;
				}
			}
		}
		else //ntp retry fail
		{
			ntp_retry_cnt=0;
			close(NTP_SOCKET);
		}
		break;
	case SOCK_CLOSED:
		socket(NTP_SOCKET,Sn_MR_UDP,ntp_port,0);
		break;
	}
	return 0;
}
// 送显示
sprintf(time_str[count], "> %d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d", time.yy, time.mo, time.dd, time.hh, time.mm, time.ss);
ddebug(time_str[count]);

    5.3 成果展示

           NTP实验内容较好展示，直接百度上搜索北京时间，然后对比即可，显示每1s才刷新一次，会存在误差，对比如下：

图5-1 左为浏览器显示北京时间 右为主控板每秒输出时间

 

六、最终任务

    6.1 任务内容

          使用外部SD卡存储器，组建简易FTP文件服务器，并能正常上传下载文件。同时因SD卡需占用一路SPI，故舍弃LCD，采用UDP传输给AtomS3用于显示FTP服务器相关内容。

    6.2 核心代码片段

          主要是SD卡和FatFs的移植，有现成的库，地址为 

链接已隐藏，如需查看请登录或者注册

 ；

          设置静态IP，并修改并记住FTP的ID和密码，再开启Fatfs功能，需要修改部分代码，主要添加两个接口函数，scan_files和get_filesize，分别是扫描和获取大小，内容如下

婵犵數濮烽弫鍛婃叏娴兼潙鍨傞柣鎾崇岸閺嬫牗绻涢幋鐐寸殤闁活厽鎹囬弻鐔虹磼閵忕姵鐏堥梺鍝勫閸庣敻寮婚妸鈺傚亞闁稿本绋戦锟�

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long get_filesize(const char *dirPath, const char *filename) {
    char fullPath[256];  // 假设路径长度不超过255个字符
    FILINFO fno;
    FRESULT fr;

    // 构造完整路径
    snprintf(fullPath, sizeof(fullPath), "%s/%s", dirPath, filename);
    
    // 使用 f_stat 获取文件信息
    fr = f_stat(fullPath, &fno);
    if (fr == FR_OK) {
        return (long)fno.fsize;  // 返回文件大小
    } else {
        return -1;  // 发生错误，返回 -1
    }
}

FRESULT scan_files (
	char *path, /* Start node to be scanned (***also used as work area***) */
	char *files,
	uint16_t *num)
{
	FRESULT res;
	DIR dir;
	UINT i;
	static FILINFO fno;
	uint16_t _num = 0;
	*num = 0;
	res = f_opendir(&dir, path); /* Open the directory */
	if (res == FR_OK) {
	for (;;) {
	res = f_readdir(&dir, &fno); /* Read a directory item */
	if (res != FR_OK || fno.fname[0] == 0) break; /* Break on error or end of dir */
	i = strlen(path);
	uint8_t isdir = (fno.fattrib & AM_DIR);
	char size[32];
	sprintf(size, "%ld", (fno.fattrib & AM_DIR) ? 0 : fno.fsize);
	files += sprintf(files, "%crwxr-xr-x 1 pomin pomin %s Jan 19 2024 %s\r\n", (fno.fattrib & AM_DIR) ? 'd' : '-', size, fno.fname);
	_num++;
	}
	f_closedir(&dir);
	}
	*num = _num;
	return res;
}

    6.3 成果展示

          PC端使用Filezilla做FTP客户端，W5500烧录代码后，使用Filezilla连接，地址为192.168.1.31，ID为DIgikey，密码为Followme4，端口不用选择，默认为21，连接成功，并能上传下载文件，上传过程截图如下：

图6-1 PC向W5500主控板传输图片（速度200K/s）

           虽说无法使用LCD了，但是怎么能没有显示屏呢？所以还用了AtomS3做UDP服务器，将W5500主控板通过UDP发送来的内容进行显示，当作W5500的显示屏，展示如下：

图6-2 AtomS3做主控板的显示器（演示中，上传了两张图片，下载了文本）

 

七、心得体会

        首先是学到了不少东西，接触了RP2040、W5500、ESP32，对Cmake、Ethernet、WIFI等都有了更深的理解，然后最大的感悟还是，没想到嵌入式开发还能如此简单，很多库都是别人写好的，而rp2040引脚又少，调用起来非常简单，觉得嵌入式就该往这个方向发展，更多耗费时间的还得是逻辑与算法。再者就是群里的大佬太多了，见识到了很多，自己仍需努力，向大佬看齐，最后当然是感谢得捷，感谢EEWORLD，谢谢你们提供了这个宝贵的机会，也希望今后多多出这些活动，也祝你们越来越好！

八、附件

       这里就是内容三了，已将全部源码打包并上传至：https://download.eeworld.com.cn/detail/Alohaq/631392 ；如果你也安装了Pico-sdk，那么只需要添加到pcio的vscode环境里，即可编译下载全部内容。

秦天qintian0303

Pico-LCD 1.14（用于大部分的显示任务），还是的带显示才能更高完成任务 

Alohaq

秦天qintian0303 发表于 2024-2-26 09:12 Pico-LCD 1.14（用于大部分的显示任务），还是的带显示才能更高完成任务 

就最终任务无法使用Pico-LCD（基础任务静态IP那无需显示），因为SPI分给W5500和SD卡，没硬件SPI支持显示了，又不想软模拟，就用UDP传给AtomS3当显示了。