该文章将介绍基于STM32的时间服务器设计与实现，旨在为需要构建时间服务器的开发者提供帮助和指导。本文将从四个方面进行详细阐述：STM32的硬件接口，时间服务器的配置和代码实现，时间服务器的测试和调试方法以及实现一个基于Internet的时间同步服务器所需的步骤。

　　

1、STM32硬件接口

首先，在STM32上开发运行一个时间服务器需要引脚来连接实时时钟模块和以太网控制器。这需要至少有一个以太网接口，并且要支持精确的时钟信号。与此类似，实时时钟模块需要有一个外部高精度时钟输入，以便忠实地记录当前时间。对于STM32而言，其外部高精度时钟输入需要在APB1总线上的TIM5通道2引脚内设置。这个引脚需要外部的32.768 kHz时钟输入。此外，为MCU提供电源需要一个稳压器和一个电容。

　　其次，需要编写代码，将以太网控制器配置为适当的模式，如以太网MAC模式，以太网物理模式等。然后，MCU需要将每个TCP/IP数据包的时间戳设置为实时时间。这需要特定的开发技巧，但可能只涉及到简单的32位时间戳。

　　最后，在MCU上需要安装TCP/IP协议栈。如果开发者已经采用了一种特定的TCP/IP协议栈，那么可以使用 STM32CubeMX等工具来配置和生成代码。即使开发者还没有选择协议栈，也可以在当前许可下使用许多已经免费提供的开源协议栈。

　　

2、时间服务器的配置和代码实现

在STM32上的时间服务器开发过程中，需要使用LWIP库和FreeRTOS。LWIP是一个公共的TCP/IP协议栈和FreeRTOS是一个基于任务的操作系统。LWIP与FreeRTOS同时在本项目的TCP/IP协议栈中使用，并为STM32 MCU提供显着的帮助和便利。

　　开始代码实现时，需要定义和配置的主要文件是lwipopts.h和stm32f1xx_hal_conf.h。这些文件的目的是为LWIP和HAL库提供高度的定制和配置。例如，要配置以太网MAC接口的地址和重新定义LWIP的大小，需要对lwipopts.h文件进行适当调整。此外，还需要配置包括应用程序事件处理器，定时器和网络协议的代码。这些都需要在stm32f1xx_hal_conf.h和lwipopts.h中进行设置。

　　接下来，可以创建时间服务器应用程序。该应用程序应该实现TCPIP线程中的时间戳事件处理器，并使该处理器在每个TCP/IP数据包上调用。这需要实现API中的以下函数：

　　

　　

• void tcpecho_init(void);

　　

• err_t sent_tcpecho(struct tcp_pcb *pcb struct pbuf *p);

　　

• err_t recv_tcpecho(struct tcp_pcb *pcb struct pbuf *p);

　　

　　函数功能应分别为：初始化TCPIP线程时间戳事件处理器、发送TCP/IP数据包和接收TCP/IP数据包。

　　

3、时间服务器的测试和调试方法

在实现时间服务器并将其部署到目标MCU上之后，需要一些测试和调试来确保它可以按照预期工作。这通常需要使用远程主机计算机和Internet测试。

　　测试和调试的身份验证、网络连接、和时间倍率控制等领域都应该进行测试和检查。另外，还需要检查时间戳是否被正确设置，并确保来自许多不同客户端的TCP/IP数据包的时间戳的准确性。

　　

4、实现一个基于Internet的时间同步服务器所需的步骤

要构建基于Internet的时间同步服务器，需要执行以下步骤：

　　

　　

1. 选择和获得硬件：

　　构建一个基于Internet的时间服务器需要一个类似于基于STM32的时间服务器的硬件集合。特别是，需要一些具有精确时钟能力的外部时钟收集器。此外，需要一些可以同时提供网络连接、数据包收发等特性的基于Network-on-Chip的嵌入式控制器。

　　

2. 选择和获取软件：

　　可以使用现有的开源代码或者自己实现代码。“ntp”模块已经被包含在一些开源TCP/IP协议栈中，例如lwIP和uC/OS-III。因此，开发者可以尝试使用这些协议栈来实现自己的系统。

　　

3. 将硬件和软件集成在一起：

　　必须集成硬件和软件，并将其部署到远程服务器。为了使此过程更容易，开发者可能需要使用诸如STM32CubeMX 等工具。

　　

4. 进行测试和修正问题：

　　与单一的STM32时间服务器一样，基于Internet的时间同步服务器也需要进行测试和修正问题。

　　

　　基于以上步骤，可以实现一个基于Internet的时间同步服务器，并运用到各类时间应用场景。

　　总结：

　　本文详细介绍了基于STM32的时间服务器的设计和实现。首先，介绍了STM32硬件接口的设置方式和中间件的API。然后，介绍了时间服务器的配置和代码实现。接着，介绍了时间服务器测试和调试的一些方法。最后，对于实现一个基于Internet的时间同步服务器，本文提供了一些步骤。