可运行在单片机上的udp通讯协议的实现

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1、可运行在单片机上的UDP通讯协议的实现2010年04月22日星期四19:46   本文可以说是在我之前写的《单片机驱动DM9000网卡芯片（详细调试过程）》基础上增加了一些协议代码来实现具体UDP通信传输。在这里我重新强调一下，上篇文章是在介绍如何调硬件，目的是为了让应用程序可以使用这个芯片。而具体的使用就是使用三个函数：初始化、数据包发送和数据包接收。数据包接收是否基于中断还需要用户根据需要自行设置。总之，我们可以通过上篇文章了解到，对硬件的调试可以得到这三个有用的函数。   不同网卡芯片的驱动可能略有不同。这里不一一例举，所以首先需要说明的是，本文所讲的内容主要是如何用C代码来实现协议，

2、并利用数据包发送、接收函数来实现通讯，基本是与硬件无关的。除中断外，本文唯一与硬件相关的地方就是大端或小端格式，这也在之前的文章中有提到过，在本文涉及到的地方会再次说明。也就是说使用不同网卡芯片都可以应用本文所写的代码。其次，本文所写出的协议部分是已经过简化的，代码较少，不需要操作系统支持。但仅能实现数据的收发，而且没有验证可靠性（需要时可自行验证）。适合用在资源有限的单片机系统中，或者需要用网络代替RS232通信的情况，当然也可以在操作系统中使用。可根据情况来选择或增减。   顺便提一下资源要求：ram最好大于2KB，实在不行也得要1KB（需要一定技巧，传输的数据内容很少，不需要全部读出数

3、据包的情况）；flash或rom4KB以上，基本的单片机都能达到；可用IO怎么也得有12个，控制个一般的芯片也需要这么多的。   在进行正文之前，我再啰嗦几句，本文是讲协议的实现。这里的协议部分可以从《TCP/IP协议第一卷——协议》这本书中看到最详细最权威的讲解，如果有兴趣研究协议的话可以参考这本书（网上可以找到电子版的）。下面进入主题。   1、UDP通讯的实现过程简述   涉及到协议部分，很多人会感觉摸不清头绪，不知如何下手。所以看一看上面说的那本书还是很有帮助的。当然看了以下部分，你也会对协议有些了解的。   （1）初始化网卡芯片和其他外设（在网卡驱动部分已经做好了，这里重新说了一遍

4、）；   （2）arp通讯获得目标机地址信息；   （3）udp通讯收发数据（利用IP协议作媒介）。   看到这会不会有些失望呢，可实际上udp通讯就是这么简单的。   UDP是UserDatagramProtocol的简称，中文名是用户数据包协议，是OSI参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务（这句话是在网上抄的）。   说的再简单点，udp通讯与RS232一样，只管将数据发送出去而不管对方是否正确的接收到了。在一些简单应用中，我们似乎也不大关心数据是否被对方正确的接收到了，因为传输过程中数据包损坏的情况也不多，肯定能被正确的接收到。或者我们有其他的办法去验

5、证。这和TCP协议不一样，TCP协议是可靠的链接，发送一次数据需要三次握手来反复确认数据被正确无误的接收到了，否则会重新发送一遍，实现起来比较繁琐。有点跑题，不过看到这里应该可以明白udp协议是一种很简单的网络通讯协议。   简单解释一下上面三个过程。初始化不用解释了。ARP通讯是整个网络传输的开始，而且只需要运行一次。在《单片机驱动DM9000网卡芯片（详细调试过程）【下】》最后的部分已经讲清楚了。主要是解释第三条，udp通讯收发数据。   OSI参考模型中arp协议属于链路层（最底层），ip协议比arp协议高一层属于网络层（这一层还包括icmp和igmp协议），在往上一层是运输层，包括t

6、cp协议和udp协议。但是按我的理解，从数据包格式的角度看，我把arp协议与ip协议放在同一级别，我们接收到的数据包中的前几十个字节用来判断是arp协议还是ip协议，也就是说这两个协议是互补相容的（下面程序中会做个过滤，数据包只接收arp或ip协议，最后处理的数据包中只能是arp协议或者是ip协议）。这种互补相容的协议同样也适用于tcp协议和udp协议上。既然有互不相容的协议，那么也就有相容的协议了，这种相容的协议就是指一个协议必须依赖于另一种协议才能实现，udp协议就是这样。我们可以这样理解，ip协议就像一件外套，udp协议好比一件衬衫，而真正的数据可以看做是穿衣服的人。穿衣服的人先穿上衬

7、衫再穿外套，这两个协议之间的关系就是这样：udp协议将数据包起来，ip协议又将udp协议连同其中的数据一起包起来。也就是说，实际的数据经过udp协议的包装，在经过ip协议的包装之后才能发送出去。虽然看起来有些繁琐，但实际计算机端就是这样识别数据的。所谓的包装就是在被包装数据前加上一小段首部数据，一般几十个字节左右。   2、ARP协议的实现   这部分内容在《单片机驱动DM9000网卡芯片（详细调试过程）【下