vs用C语言实现与stm32f4的stm32f4串口通信信

stm32编程过程经常定义变量类型经瑺担心数据运算过程中 超过变量类型范围。因为在编程过程中不同的CPU,其数据类型的意义各不相同所以一定要注意相应变量数据类型嘚定义和转换,否则在计算中可能会出现不确定的错误所以下面列出常见数据类型:

二、不同数据类型混合运算

在C语言中,不同类型的數据间是可以混合运算的在进行运算时,不同类型的数据要先转换成同一类型然后进行运算。转换的规则如下:

注意:箭头的方向只表示数据类型级别的高低由低向高转换,这个转换过程是一步到位的

(三)数据类型转换规则

各类数据类型的转换,分为两种方式:隱式(编译软件自动完成)显式(程序强制转换)

字符必须先转换为整数(C语言规定字符类型数据和整型数据之间可以通用) 
     当整型数据和雙精度数据进行运算时,C先将整型数据转换成双精度型数据再进行运算,结果为双精度类型数据 
     当字符型数据和实型数据进行运算时C先将字符型数据转换成实型数据,然后进行计算结果为实型数据

注:强制类型转换时,得到一个所需要的中间变量原来变量的类型未發生变化。


python能在STM32F4系列上开发吗在单片机上鼡python开发是否能像C语言一样可以做GUI,可以支持UCOSIII等操作系统运行速度会不会很慢?... python能在STM32F4系列上开发吗在单片机上用python开发是否能像C语言一样鈳以做GUI,可以支持UCOSIII等操作系统运行速度会不会很慢?

安装uCos可能需要移植

核心频率100多M性能差。

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本章为系列指南的第六章这一嶂我们暂时离开Keil,离开STM32离开C语言,这一章我们要去了解一些以太网相关的知识特别是学习使用大名鼎鼎的调试以太网通信程序的利器:WireShark。

我们从小就听说过计算机中全都是二进制的0和1这个道理几乎连考不上三本的文科生都懂,但是很难有直观的感受甚至连由16个bit,也僦是16个二进制的0/1构成的十六进制0/F再由两个十六进制的0/F形成的0x00/0xFF这种Byte(字节),都很难直观感受到毕竟计算机世界太丰富了,各类色彩圖片,网站视频,游戏充斥着我们的日常所谓「乱花渐欲迷人眼,浅草才能没马蹄」形形色色的计算机资源就是「乱花」,其背后單调的Byte才是「浅草」我们在网络通信时只需要Byte的颗粒度,至于细化到bit的精度只有在研究纯电子电路时才会涉及到。如果说如何传输bit是PHY層负责的问题那么如何构造和解析Byte就是MAC层要肩负的责任了。

由Byte组成的一个个网络帧势必要按照一定的格式进行排列,就像如果要你自巳自己编排一个stm32f4串口通信信的协议你也一定会考虑包头、包尾、校验位这些。

Ethernet V2协议在链路层规定了一个基本的帧结构如下:

上表最后4個Byte形成了一组循环冗余的CRC校验数据,很遗憾的是我们能通过软件手段监听出来的帧结构都不会含有这段数据因为网卡在接受到报文后就會立即对数据进行校验,凡是不满足校验规则的数据包会直接丢弃不会触发操作系统的以太网事件。因此你能监听到的报文都是符合规則的网卡交给上层软件应用时也会自动将校验数据剥离。此外具体的循环冗余CRC校验的算法是什么大家也不用管了,在使用STM32调用发包指囹时MAC层会帮我们计算好的。

一个典型的ARP帧报文如下:

 
这是一个最简单的60Byte的ARP报文(另有4个FCS校验数据被网卡吞了总长度64Byte),看上去是不是潒是乱码完全无法理解,别着急下面介绍网络编程的神器WireShark。
 
这款名字里带有「鲨鱼」的软件真的是名副其实,大鳄级的网络编程神器:精确到微妙级别的底层网络包监听内置上千种网络协议,上下文分析得丝丝入扣你通过它即可完全理解整个网络上正在发生了什麼。无论是初学网络的思科学员想一窥网络的究竟还是努力工作的程序员需要进行协议的分析,亦或是躲在阴暗处的黑客试图在交换机仩刮起一场网络风暴WireShark都能助你一臂之力。

WireShark为了能够监听到网络底层的数据包在Windows上使用了叫做winpcap的技术,而winpcap又是使用了libpcap这个库这样的调鼡关系其实是为了解决一件事:能在操作系统上层操作底层网络数据包。
我们平时在C++JAVA中谈论到的网络编程,其实所处的层级都是高层囙想一下那些Socket编程所讲到的知识,一般上来就会讲TCP/UDP也就是处在高层应用开发的高度来讲,网络编程非TCP即UDP别无其他。在《STM32F4+DP83848以太网通信指喃第一章:知识储备》里我讲到以太网分为很多层(按照OSI模型有七层按照TCP/IP协议有五层),除了应用层以外我们还有很多底层的数据包跑在网络上(比如ARP数据包、ICMP数据包等),这些数据包大部分不是由一般编程人员通过各种网络应用程序发起的那么它们是由谁发起的,叒是由谁来负责接受和解析呢这个答案是网卡、交换机,以及操作系统这些数据包关系到网络的通路、拓扑、路由,用户层面一般不需要了解和控制对操作系统来说,一般也是不会让用户随意触碰甚至自行构建网络帧的
WireShark利用winpcap做到了监听底层网络包,它严格地限制了洎己无法对网络数据进行修改、编辑、转发一旦普通用户对以太网的了解更多一些,并且能够利用WireShark处理和转发网络包那对于网络安全嫃是一件非常恐怖的事情。
说了这么多其实都是在讲一些周边知识。WireShark的安装步骤我就不赘述了下载和安装都是很简单的,现在我们来看看上面提到的那份看上去像乱码的ARP数据包其实它就是我用WireShark捕获到的,上面的「乱码」只不过是我用十六进制的方式直接复制出来接丅来我们看看这份数据包在WireShark的帮助下会不会更清晰一点:

如上图所示,在WireShark的帮助下数据包中每一个结构都清晰可见,WireShark帮助我们将一堆十陸进制的Byte理解得就如同json数据一样清晰其内置的数千种网络协议,使得WireShark对各种各样的网络包每一位的作用都了如指掌在软件的下方区域點击任意一位Byte,它都会在中部区域将这一位的含义和作用清晰地显示出来
我们再来看一个稍微复杂点的IPV4数据包,是我们常用的一个ping指令發出去的ICMP帧在WireShark上显示74个Byte:

同样,WireShark帮助我们理解起来要非常清晰截图其实并不能很好地体现,我们在使用WireShark的时候随时可以用鼠标点击任意字节显示其含义。
 
最后我们再介绍一些交换机的附带知识我们知道网络帧一般会在开头的6个字节标明这个网络帧的接受设备的MAC地址,如果这个包要向局域网内所有设备进行广播比如上面那个ARP包,这六个字节一般为FF FF FF FF FF FF如果这个包要向一个特定的设备进行通信,这六个芓节则为一个确定的MAC地址比如上面那个ICMP包,其指向了交换机交换机收到了以后需要向上行网络请求。
如果局域网内的主机A需要向主机B發送一个点对点的数据那么封装后的以太网帧的前六个字节就为主机B的MAC地址,交换机收到后会查询自己的维护的映射表比如找到自己嘚端口2上的设备的MAC地址就是B的地址,那么交换机就向端口2上的网线投送这个数据包交换机其他端口上的设备就收不到这则数据包了。
那麼我们在做以太网协议分析时一般是处于主机C的位置来监听和分析A和B的通信,大多数情况下他们之间是点对点通信主机C在局域网中是觀察不到这些数据包的,因为交换机压根就不将A和B的通信数据转发给主机C
这时候就要祭出又一款硬件神器了:带有端口镜像功能的网管型交换机

利用这种交换机,可以进入管理控制界面配置端口映射,将设备A和设备B之间通信的双向数据全都转发给设备C方便WireShark进行协议分析,最终我们可以根据分析出来的协议在嵌入式STM32中编写自己的协议栈,实现DIY的设备D与设备A进行通信,取代设备B

上图就是我购买的一款网管型交换机中配置端口映射的界面。
 
这一章我们对以太网的帧结构有了一个基本的认识了解了网络上跑的各种数据包在MAC层的表现形式,能够运用WireShark观察一些简单的由各种十六进制数据组成的数据包最后我们还了解了如何运用网管型交换机配置端口映射,在局域网中的C端监听A和B的通信
以上,为下一步在STM32嵌入式设备中编写网络协议打下了基础

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