九、W5100S/W5500+RP2040树莓派Pico<SNTP 获取网络时间>

文章目录

  • 1 前言
  • 2 协议简介
    • 2.1 什么是SNTP
    • 2.2 SNTP的优点
    • 2.3 SNTP原理
    • 2.4 应用场景
  • 3 WIZnet以太网芯片
  • 4 SNTP网络设置示例概述以及使用
    • 4.1 流程图
    • 4.2 准备工作核心
    • 4.3 连接方式
    • 4.4 主要代码概述
    • 4.5 结果演示
  • 5 注意事项
  • 6 相关链接


1 前言

  随着科技的不断进步和应用需求的不断变化,SNTP协议也面临着一些挑战和机遇。随着网络技术的普及和物联网设备的增多,对于更精确的时间同步和更高效的同步方法的需求也将增加。

  W5100S/W5500是一款集成全硬件 TCP/IP 协议栈的嵌入式以太网控制器,同时也是一颗工业级以太网控制芯片。本教程将介绍W5100S/W5500以太网SNTP应用的基本原理、使用步骤、应用实例以及注意事项,帮助读者更好地掌握这一技术。

2 协议简介

2.1 什么是SNTP

  SNTP(Simple Network Time Protocol)是网络时间协议的简化版,它是一种用于在网络计算机上同步计算机时间的协议。

  SNTP协议采用客户端/服务器的工作方式,可以单播或者广播模式操作。SNTP服务器通过接收GPS信号或自带的原子钟作为系统的时间基准。在单播模式下,SNTP客户端能够通过定期访问SNTP服务器获得准确的时间信息,用于调整客户端自身所在系统的时间,达到同步时间的目的。

2.2 SNTP的优点

  SNTP的优点主要包括:

  1. 高度精确性:SNTP可以提供高度精确的时间同步,它可以将计算机时钟与全球卫星网络同步。这个同步可以达到10毫秒的精度,这对于计算机系统的日志、文件备份和还原等操作都非常重要。
  2. 网络延迟自适应:SNTP可以自动适应网络延迟的变化。当网络延迟变化时,SNTP可以自动调整时间戳,确保所有计算机都同步到正确的时间。
  3. 轻量级:与NTP相比,SNTP是一个轻量级的协议,它在网络中传输的数据量很小。这使得SNTP非常适合于低带宽、高延迟的网络环境中

2.3 SNTP原理

  工作原理是采用客户端/服务器的工作方式,可以通过单播(点对点)或者广播(一点对多点)模式操作。SNTP服务器通过接收GPS信号或自带的原子钟作为系统的时间基准。

  在单播模式下,SNTP客户端可以通过定期访问SNTP服务器获得准确的时间信息,用于调整客户端自身所在系统的时间,达到同步时间的目的。

  而在广播模式下,SNTP服务器会周期性地发送消息给指定的IP广播地址或者IP多播地址,SNTP客户端通过监听这些地址来获得时间信息。

  网络中一般存在很多台SNTP服务器,客户端会通过一定的算法选择最好的几台服务器使用。如果一台SNTP服务器在工作过程中失去了外部时间源,此时该SNTP服务器会告诉SNTP客户端“我失去了外部时间”。当SNTP客户端收到这个信息时,就会丢弃发生故障的SNTP服务器发给它的时间信息,然后重新选择其他的SNTP服务器。

2.4 应用场景

  SNTP协议广泛应用于以下场景:

  1. 网络设备时间同步:路由器、交换机等网络设备使用SNTP协议来同步时间,确保网络设备具有一致的时间标准。
  2. 日志记录:服务器、计算机等系统使用SNTP协议来同步时间,确保日志记录的时间准确无误。
  3. 电子商务:电子商务系统使用SNTP协议来同步时间,确保订单、交易等操作的时间一致性。

  除上述外,SNTP还被应用于计算机网络仿真军事仿真城市仿真等领域,SNTP计算方法可以用于模拟各种网络拓扑结构、协议和流量,以及战场环境和作战行动,为这些领域的网络设计和优化、军事决策、城市交通等提供支持。

3 WIZnet以太网芯片

WIZnet 主流硬件协议栈以太网芯片参数对比

ModelEmbedded CoreHost I/FTX/RX BufferHW SocketNetwork Performance
W5100STCP/IPv4, MAC & PHY8bit BUS, SPI16KB4Max.25Mbps
W6100TCP/IPv4/IPv6, MAC & PHY8bit BUS, Fast SPI32KB8Max.25Mbps
W5500TCP/IPv4, MAC & PHYFast SPI32KB8Max 15Mbps
  1. W5100S/W6100 支持 8bit数据总线接口,网络传输速度会优于W5500。
  2. W6100 支持IPV6,与W5100S 硬件兼容,若已使用W5100S的用户需要支持IPv6,可以Pin to Pin兼容。
  3. W5500 拥有比 W5100S更多的 Socket数量以及发送与接收缓存。

4 SNTP网络设置示例概述以及使用

4.1 流程图

  程序的运行框图如下所示:

在这里插入图片描述

4.2 准备工作核心

软件

  • Visual Studio Code
  • WIZnet UartTool

硬件

  • W5100SIO模块 + RP2040 树莓派Pico开发板 或者 WIZnet W5100S-EVB-Pico开发板
  • Micro USB 接口的数据线
  • TTL 转 USB
  • 网线

4.3 连接方式

  • 通过数据线连接PC的USB口(主要用于烧录程序,也可以虚拟出串口使用)
  • 通过TTL串口转USB,连接UART0 的默认引脚:
    • RP2040 GPIO0(UART0 TX) <----> USB_TTL_RX
    • RP2040 GPIO1(UART0 RX) <----> USB_TTL_TX
  • 使用模块连接RP2040进行接线时
    • RP2040 GPIO16 <----> W5100S MISO
    • RP2040 GPIO17 <----> W5100S CS
    • RP2040 GPIO18 <----> W5100S SCK
    • RP2040 GPIO19 <----> W5100S MOSI
    • RP2040 GPIO20 <----> W5100S RST
  • 通过PC和设备都通过网线连接路由器LAN口

4.4 主要代码概述

  我们使用的是WIZnet官方的ioLibrary_Driver库。该库支持的协议丰富,操作简单,芯片在硬件上集成了TCP/IP协议栈,该库又封装好了TCP/IP层之上的协议,我们只需简单调用相应函数即可完成协议的应用。

第一步:sntp_client.c文件中加入对应的.h文件。

第二步:定义DHCP配置需要的宏。

第三步:网络信息的配置还有获取网络时间的服务器,以及配置时区,这里配置的是东八区可以找到sntp.c文件下找到东八区的编号是39。

第四步:编写定时器回调处理函数,用于DHCP 1s滴答定时器处理函数。

第五步:主函数先是对串口和SPI的初始化,然后写入W5100S的网络配置参数,初始化DHCP后开始DHCP获取IP,获取到就打印获取到的IP,获取次数超过最大获取次数时就使用静态IP,之后对SNTP传入socket号、服务器IP、时区序号、缓存buff进行初始化,主循环执行获取网络时间并且每一秒打印一次消息。

#include <stdio.h>
#include "pico/stdlib.h"
#include "pico/binary_info.h"
#include "hardware/spi.h"#include "wizchip_conf.h"
#include "bsp_spi.h"
#include "socket.h"
#include "sntp.h"
#include "dhcp.h"#define SOCKET_ID 0
#define ETHERNET_BUF_MAX_SIZE (1024 * 2)
#define DHCP_RETRY_COUNT 5 // DHCP retry timeswiz_NetInfo net_info = {.mac = {0x00, 0x08, 0xdc, 0x16, 0xed, 0x2e}, // Define MAC variables.ip = {192, 168, 1, 10},                     // Define IP variables.sn = {255, 255, 255, 0},                    // Define subnet variables.gw = {192, 168, 1, 1},                      // Define gateway variables.dns = {8, 8, 8, 8},                         // Define DNS  variables.dhcp = NETINFO_DHCP};                       // Define the DNCP mode
wiz_NetInfo get_info;
static uint8_t ethernet_buf[ETHERNET_BUF_MAX_SIZE] = {0,
};
static uint8_t sntp_server_ip[4] = {202, 112, 10, 60};
static uint16_t timezone = 39;
static uint8_t sntp_get_ip_count = 0;
datetime date;
static uint8_t dhcp_get_ip_flag = 0; // Define the DHCP acquisition flag/*** @brief   Timer callback processing function, used for dhcp timing processing* @param   repeating :Timer structure* @return  bool*/
bool repeating_timer_callback(struct repeating_timer *t);/*** @brief   Initialization of chip network information* @param   conf_info :Static configuration information* @return  none*/
void network_init(wiz_NetInfo *conf_info);int main()
{struct repeating_timer timer; // Define the timer structure/*mcu init*/stdio_init_all();     // Initialize the main control peripheralwizchip_initialize(); // spi initialization/*dhcp init*/DHCP_init(SOCKET_ID, ethernet_buf);                                   // DHCP initializationadd_repeating_timer_ms(1000, repeating_timer_callback, NULL, &timer); // Add DHCP 1s Tick Timer handlernetwork_init(&net_info);              // Configuring Network Informationprint_network_information(&get_info); // Read back the configuration information and print it/*sntp init*/SNTP_init(SOCKET_ID, sntp_server_ip, timezone, ethernet_buf); // NTP protocol initialization parametersprintf("wiznet chip sntp client example.\r\n");while (true){sntp_get_ip_count++;sleep_ms(1000);  // Print once a secondSNTP_run(&date); // The NTP protocol obtains the current time from the server at the time of authorizationif (sntp_get_ip_count > 2){printf("NOW: %d-%d-%d  %d:%d:%d\r\n", date.yy, date.mo, date.dd, date.hh, date.mm, date.ss);}}
}

4.5 结果演示

在这里插入图片描述

  1. 打开WIZ UartTool,填入参数:选择串口对应的COM Port,波特率115200,8位数据位,1位停止位,无校验位,无流控,填完参数后点击open打开。
  2. 按下复位后,看到串口每一秒进行打印一次网络时间,表示获取网络时间成功。

5 注意事项

  • 需要选择一个可信赖的网络时间服务器,确保所选服务器支持您使用的网络时间协议。
  • 为了确保输出的时间在不同的时区中保持一致,您应该使用相应的时区编号。您可以使用timezone编号选择特定的时区。
  • 如果想用WIZnet的W5500来实现本章的示例,我们只需修改两个地方即可:

(1)在library/ioLibrary_Driver/Ethernet/下找到wizchip_conf.h这个头文件,将_WIZCHIP_ 宏定义修改为W5500;

(2)在library下找到CMakeLists.txt文件,将COMPILE_SEL设置为ON即可,OFF为W5100S,ON为W5500。

6 相关链接

WIZnet官网

WIZnet官方库链接

本章例程链接

想了解更多,评论留言哦!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.rhkb.cn/news/177055.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系长河编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

【音视频 | wav】wav音频文件格式详解——包含RIFF规范、完整的各个块解析、PCM转wav代码

&#x1f601;博客主页&#x1f601;&#xff1a;&#x1f680;https://blog.csdn.net/wkd_007&#x1f680; &#x1f911;博客内容&#x1f911;&#xff1a;&#x1f36d;嵌入式开发、Linux、C语言、C、数据结构、音视频&#x1f36d; &#x1f923;本文内容&#x1f923;&a…

【数据结构】堆的实现

大小堆的概念 将根节点最大的堆叫做最大堆或大根堆&#xff0c;根节点最小的堆叫做最小堆或小根堆。 堆的接口函数 void HeapInit(Heap*st);//堆的初始化 void swap(int* str1, int* str2);//交换两个数据 void Adjustup(int* a, int child);//向上调整 void HeapPush(Heap* …

写在2023末,很庆幸自己入了软件测试这行...

为什么会学习软件测试&#xff1f; 已经28岁了&#xff0c;算一下快过去3年了&#xff0c;刚毕业那会工作了一年&#xff0c;因为自己当时很迷茫&#xff08;觉得自己挺废的&#xff09;&#xff0c;所以就没去工作就一直在家&#xff0c;家里固定每个月给点生活费&#xff0c…

微信小程序:两层循环的练习,两层循环显示循环图片大图(大图显示、多层循环)

效果 代码分析 外层循环 外层循环的框架 <view wx:for"{{info}}" wx:key"index"></view> wx:for"{{info}}"&#xff1a;这里wx:for指令用于指定要遍历的数据源&#xff0c;即info数组。当遍历开始时&#xff0c;会依次将数组中的每…

Mac 上安装 Emscripten

背景&#xff1a;Web 端需要使用已有的 C 库&#xff0c;需要将 C 项目编译成 WebAssembly(.wasm) 供 js 调用。 Emscripten 可以将 C 编译成 .wasm 一、下载源码 # 下载 emsdk 源码 git clone https://github.com/emscripten-core/emsdk.git# 下载完成后进入到 emsdk 项目根…

GZ035 5G组网与运维赛题第9套

2023年全国职业院校技能大赛 GZ035 5G组网与运维赛项&#xff08;高职组&#xff09; 赛题第9套 一、竞赛须知 1.竞赛内容分布 竞赛模块1--5G公共网络规划部署与开通&#xff08;35分&#xff09; 子任务1&#xff1a;5G公共网络部署与调试&#xff08;15分&#xff09; 子…

汽车EDI:福特Ford EDI项目案例

项目背景 福特&#xff08;Ford&#xff09;是世界著名的汽车品牌&#xff0c;为美国福特汽车公司&#xff08;Ford Motor Company&#xff09;旗下的众多品牌之一。此前的文章福特FORD EDI需求分析中&#xff0c;我们已经了解了福特Ford EDI 的大致需求&#xff0c;本文将会介…

C++核心编程---友元

目录 友元 友元的关键字 friend 友元的三种实现方式 1. 全局函数做友元 2. 类做友元 3. 成员函数做友元 友元 生活中你的家有客厅(Public)&#xff0c;有你的卧室(Private) 客厅所有来的客人都可以进去&#xff0c;但是你的卧室是私有的&#xff0c;也就是说只有你能进…

修复国产电脑麒麟系统开机出现initramfs 问题

目录预览 一、问题描述二、原因分析三、解决方案四、知识点呀initramfsBusyBox 五、参考链接 一、问题描述 国产麒麟系统出现 initramfs 模式 二、原因分析 一般在拷贝卡顿过程【强制关机】或者电【脑异常断电】的情况下概率性导致系统分区损坏&#xff0c;重启后大概率就会进…

⾯向对象编程:封装数据和⾏为、定义交互协议、扩展与复⽤ - GO语言从入门到实战

⾯向对象编程&#xff1a;封装数据和⾏为、定义交互协议、扩展与复⽤ - GO语言从入门到实战 一、封装数据和⾏为 结构体定义 定义了一个名为Structural的结构体。结构体是一种用户自定义的数据类型&#xff0c;可以包含不同类型的字段&#xff08;成员变量&#xff09;。 与…

150行代码实现一个极简的Canvas多功能画板

目录 1.前言2.多功能画板的实现2.1 画板初始化2.2 画笔2.3 橡皮擦2.4 清屏2.5 前进和后退 3.小结 1.前言 HTML5提供的Canvas标签能实现很多有趣的效果&#xff0c;本文就来分享一下如何使用Canvas来实现一个极简的多功能画板。先来看效果&#xff1a; 主要实现以下功能&…

深度学习之基于Pytorch卷积神经网络的图像分类系统

欢迎大家点赞、收藏、关注、评论啦 &#xff0c;由于篇幅有限&#xff0c;只展示了部分核心代码。 文章目录 一项目简介二、功能三、图像分类系统四. 总结 一项目简介 基于PyTorch卷积神经网络的图像分类系统是一种应用深度学习技术来实现图像分类任务的系统。本摘要将对该系统…

Qt QWidget、QDialog、QMainWindow的区别

QWidget QWidget是Qt框架中最基础的窗口类&#xff0c;可以理解为用户界面的最基本单元。QWidget类提供了一个空白窗口&#xff0c;可以通过继承该类来创建自定义的窗口类。QWidget类提供了基本的窗口属性和方法&#xff0c;如大小、位置、标题、图标等。 QDialog QDialog是…

多路IO—POll函数,epoll服务器开发流程

引言 "在计算机网络编程中&#xff0c;多路IO技术是非常常见的一种技术。其中&#xff0c;Poll函数和Epoll函数是最为常用的两种多路IO技术。这两种技术可以帮助服务器端处理多个客户端的并发请求&#xff0c;提高了服务器的性能。本文将介绍Poll和Epoll函数的使用方法&am…

TiDB x 北京银行丨新一代分布式数据库的探索与实践

导读 随着业务规模的扩大&#xff0c;传统数据库面临诸多限制&#xff0c;分布式数据库成为解决之道。本文 介绍了北京银行在数字化转型过程中对分布式数据库技术的探索&#xff0c;分享了 TiDB 在北京银行的应用历程和未来展望 。 本文根据北京银行软件开发中心罗水华先生在…

VS2019 C# mysql数据库使用EF

mysql 安装mysql-8.0.18-winx64 mysql-connector-net-8.0.18.msi mysql数据库.net开发驱动&#xff0c; 要在工程中引入connector安装后目录中的mysql.data.dll;如果直接在nutget中下载mysql.data.dll&#xff0c;那么就不用下载.net开发驱动包 mysql-for-visualstudio-1.…

设计模式_状态模式

状态模式 介绍 设计模式定义案例问题堆积在哪里解决办法状态模式一个对象 状态可以发生改变 不同的状态又有不同的行为逻辑游戏角色 加载不同的技能 每个技能有不同的&#xff1a;攻击逻辑 攻击范围 动作等等1 状态很多 2 每个状态有自己的属性和逻辑每种状态单独写一个类 角色…

Spring底层原理(四)

Spring底层原理(四) 本章内容 模拟实现Spring中的几个常见BeanFactory后置处理器 常见的BeanFactory后置处理器 GenericApplicationContext context new GenericApplicationContext(); context.registerBean("config",Config.class); context.registerBean(Conf…

YOLOv7优化:独家创新(Partial_C_Detect)检测头结构创新,实现涨点 | 检测头新颖创新系列

💡💡💡本文独家改进:独家创新(Partial_C_Detect)检测头结构创新,适合科研创新度十足,强烈推荐 SC_C_Detect | 亲测在多个数据集能够实现大幅涨点 收录: YOLOv7高阶自研专栏介绍: http://t.csdnimg.cn/tYI0c ✨✨✨前沿最新计算机顶会复现 🚀🚀🚀YOLO…

试题二(15分)和试题三(15分) (软件设计师笔记)

&#x1f3e0;个人主页&#xff1a;尘觉主页 &#x1f9d1;个人简介&#xff1a;大家好&#xff0c;我是尘觉&#xff0c;希望我的文章可以帮助到大家&#xff0c;您的满意是我的动力&#x1f609; 在csdn获奖荣誉: &#x1f3c6;csdn城市之星2名 ⁣⁣⁣⁣ ⁣⁣⁣⁣ ⁣⁣⁣…