更改TCP发送频率（deepseek版）-优快云博客

问：不使用tcp-poll，如何更改tcp发送周期为20ms？

回答：

在裸机环境下若不使用 `tcp_poll` 机制，可以通过 **用户定时器中断 + 主动发送控制** 实现 20ms 的 TCP 数据发送频率。以下是具体实现方案：

---

### 1. **核心思路**
- **硬件定时器中断**：配置一个硬件定时器（如STM32的TIM2），周期为20ms，中断中仅设置发送标志位。
- **主循环主动发送**：在主循环中检测发送标志位，触发数据封装和发送。
- **协议栈线程安全**：避免在中断中直接调用LwIP函数，通过标志位通知主循环处理。

---

### 2. **实现步骤**

#### 步骤1：配置硬件定时器（以STM32 HAL库为例）
```c
// 定时器初始化（20ms周期，假设系统时钟为84MHz）
void MX_TIM2_Init(void) {
TIM_HandleTypeDef htim2;

htim2.Instance = TIM2;
htim2.Init.Prescaler = 8400 - 1; // 分频至10kHz
htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
htim2.Init.Period = 200 - 1; // 10kHz / 200 = 50Hz（20ms）
htim2.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;
HAL_TIM_Base_Init(&htim2);
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);
}

// 定时器中断回调函数（设置发送标志）
volatile uint8_t send_flag = 0; // 发送标志位
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) {
if (htim->Instance == TIM2) {
send_flag = 1; // 置位发送标志
}
}
```

#### 步骤2：主循环中处理发送逻辑
```c
// 主循环代码片段
while (1) {
// 其他任务（如协议栈轮询）
MX_LWIP_Process(); // LwIP协议栈处理

// 检测发送标志
if (send_flag) {
send_flag = 0; // 清除标志
tcp_send_data(); // 自定义发送函数
}
}
```

#### 步骤3：实现数据发送函数
```c
// 自定义TCP发送函数
void tcp_send_data(void) {
struct tcp_pcb *pcb = get_tcp_connection(); // 获取已建立的TCP连接PCB

if (pcb && (pcb->state == ESTABLISHED)) {
// 准备数据（示例：20字节负载）
uint8_t buffer[20];
prepare_sensor_data(buffer); // 填充数据

// 写入发送缓冲区
err_t err = tcp_write(pcb, buffer, sizeof(buffer), TCP_WRITE_FLAG_COPY);
if (err == ERR_OK) {
tcp_output(pcb); // 触发协议栈立即发送
} else {
// 处理发送失败（如缓冲区满）
}
}
}
```

---

### 3. **关键注意事项**
- **线程安全性**：
- LwIP函数（如 `tcp_write`, `tcp_output`）需在**主线程上下文**调用，禁止在中断中直接使用。
- 若使用RTOS，需通过信号量或消息队列同步。

- **发送缓冲区管理**：
- 检查 `tcp_write` 的返回值，处理 `ERR_MEM`（缓冲区满）等错误。
- 根据网络拥塞情况动态调整发送策略（如丢包重传）。

- **连接状态检查**：
- 发送前需确认TCP连接处于 `ESTABLISHED` 状态，避免向已关闭的连接发送数据。

- **协议栈处理周期**：
- 确保 `MX_LWIP_Process()` 调用频率足够高（如每1ms一次），防止协议栈任务堆积。

---

### 4. **性能优化**
- **Zero-Copy发送**：
若数据允许直接引用（非临时缓冲区），使用 `TCP_WRITE_FLAG_COPY` 可避免内存复制：
```c
tcp_write(pcb, sensor_read_ptr, data_len, TCP_WRITE_FLAG_COPY);
```

- **批量发送**：
若单次20ms的数据量较小，可积累多个周期数据后合并发送，减少协议栈开销。

- **动态频率调整**：
根据网络延迟或ACK响应时间，动态调整定时器周期（如自适应调整为10-50ms）。

---

### 5. **替代方案：使用 `tcp_sent` 回调**
若需严格保证发送间隔，可在数据发送完成后通过 `tcp_sent` 回调启动下一次发送：
```c
// 注册发送完成回调
tcp_sent(pcb, tcp_sent_callback);

// 回调函数实现
err_t tcp_sent_callback(void *arg, struct tcp_pcb *tpcb, u16_t len) {
// 启动下一次发送（如启动20ms定时器）
reset_send_timer();
return ERR_OK;
}
```
此方式依赖ACK确认机制，实际频率可能受网络延迟影响。

---

### 总结
通过 **硬件定时器 + 主循环标志位检测** 实现 20ms 发送频率的核心代码，既避免了 `tcp_poll` 的周期限制，又确保了协议栈的线程安全性。实际应用中需结合具体场景优化数据封装、错误处理和网络适应性。