單芯片解決方案，開啟全新體驗——W55MH32 高性能以太網單片機

W55MH32是WIZnet重磅推出的高性能以太網單片機，它為用戶帶來前所未有的集成化體驗。這顆芯片將強大的組件集于一身，具體來說，一顆W55MH32內置高性能Arm? Cortex-M3核心，其主頻最高可達216MHz；配備1024KB FLASH與96KB SRAM，滿足存儲與數據處理需求；集成TOE引擎，包含WIZnet全硬件TCP/IP協議棧、內置MAC以及PHY，擁有獨立的32KB以太網收發緩存，可供8個獨立硬件socket使用。如此配置，真正實現了All-in-One解決方案，為開發者提供極大便利。

在封裝規格上，W55MH32提供了兩種選擇：QFN100和QFN68。

W55MH32L采用QFN100封裝版本，尺寸為12x12mm，其資源豐富，專為各種復雜工控場景設計。它擁有66個GPIO、3個ADC、12通道DMA、17個定時器、2個I2C、5個串口、2個SPI接口（其中1個帶I2S接口復用）、1個CAN、1個USB2.0以及1個SDIO接口。如此豐富的外設資源，能夠輕松應對工業控制中多樣化的連接需求，無論是與各類傳感器、執行器的通信，還是對復雜工業協議的支持，都能游刃有余，成為復雜工控領域的理想選擇。同系列還有QFN68封裝的W55MH32Q版本，該版本體積更小，僅為8x8mm，成本低，適合集成度高的網關模組等場景，軟件使用方法一致。更多信息和資料請進入http://www.w5500.com/網站或者私信獲取。

此外，本W55MH32支持硬件加密算法單元，WIZnet還推出TOE+SSL應用，涵蓋TCP SSL、HTTP SSL以及 MQTT SSL等，為網絡通信安全再添保障。

為助力開發者快速上手與深入開發，基于W55MH32L這顆芯片，WIZnet精心打造了配套開發板。開發板集成WIZ-Link芯片，借助一根USB C口數據線，就能輕松實現調試、下載以及串口打印日志等功能。開發板將所有外設全部引出，拓展功能也大幅提升，便于開發者全面評估芯片性能。

若您想獲取芯片和開發板的更多詳細信息，包括產品特性、技術參數以及價格等，歡迎訪問官方網頁：http://www.w5500.com/，我們期待與您共同探索W55MH32的無限可能。

第八章 W55MH32 HTTP Client示例

本篇文章我們將詳細介紹如何在W55MH32芯片上面實現HTTP Client功能，并通過實戰例程，為大家講解如何向一個指定的網站提交數據。為方便講解，在該例程中，我們選用了一個專門測試HTTP協議的網站：httpbin.org，并實現了GET和POST這兩種常用的HTTP提交數據的方法，供大家參考。

該例程用到的其他網絡協議，例如DHCP和DNS，以及W55MH32的初始化過程，請參考相關章節，這里不再贅述。

1 HTTP協議簡介

HTTP（超文本傳輸協議，HyperText Transfer Protocol）是一種用于分布式、協作式、超媒體信息系統的應用層協議，基于 TCP/IP通信協議來傳遞數據，是萬維網（WWW）的數據通信的基礎。設計 HTTP最初的目的是為了提供一種發布和接收 HTML頁面的方法，通過 HTTP或者 HTTPS協議請求的資源由統一資源標識符（Uniform Resource Identifiers，URI）來標識。

以上是HTTP協議的簡介，如想深入了解該協議，請參考mozilla網站上的介紹：HTTP 概述 - HTTP | MDN

2 HTTP協議特點

基于請求-響應模型:客戶端發起請求，服務器處理后返回響應。例如，用戶在瀏覽器輸入網址時，瀏覽器會向對應服務器發送HTTP請求，服務器返回網頁內容。

無狀態性:HTTP本身不保存請求之間的狀態，每次請求獨立。但可以通過Cookie、Session等機制實現狀態保持。

無連接:無連接的含義是限制每次連接只處理一個請求。服務器處理完客戶的請求并收到客戶的應答后，便立即斷開連接。

3 HTTP應用場景

接下來，我們了解下在W55MH32上可以使用HTTP客戶端模式完成哪些操作及應用呢？

數據采集與上傳:將傳感器采集到的數據上傳到服務器中。

遠程配置與管理:通過向服務器上請求配置文件或者管理指令，實現遠程管理和控制。例如工控設備獲取最新的運行策略或指令。

固件更新(OTA):通過向服務器請求下載最新的固件包，實現遠程升級固件的功能。

日志和錯誤報告上傳:定時上傳系統運行日志，用于分析設備狀態，或在出現異常情況時上傳錯誤報告，方便快速定位和解決問題。

用戶認證與授權管理:通過服務器進行交互，驗證用戶或設備的身份。

4 HTTP協議的基本工作流程

HTTP的請求-響應模型通常由以下幾個步驟組成

建立連接：客戶端與服務器之間基于TCP/IP協議建立連接。

發送請求：客戶端向服務器發送請求，請求中包含要訪問的資源的 URL、請求方法（GET、POST、PUT、DELETE 等）、請求頭（例如，Accept、User-Agent）以及可選的請求體（對于 POST或 PUT 請求）。

處理請求：服務器接收到請求后，根據請求中的信息找到相應的資源，執行對應的處理操作。這可能涉及從數據庫中檢索數據、生成動態內容或者簡單地返回靜態文件。

發送響應：服務器將處理后的結果封裝在響應中，并將其發送回客戶端。響應包含狀態碼（用于指示請求的成功或失敗）、響應頭（例如，Content-Type、Content-Length）以及可選的響應體（例如，HTML 頁面、圖像數據）。

關閉連接：在完成請求-響應周期后，客戶端和服務器之間的連接將被關閉，除非使用了持久連接（如 HTTP/1.1中的 keep-alive）。

5 HTTP請求方法

在HTTP協議中，GET和POST是兩種常用的請求方法，用于客戶端向服務器發送數據和獲取資源。

GET方法

GET方法通常用于從服務器獲取資源。它有以下特點：

參數傳遞：請求參數通過URL中的查詢字符串傳遞，形如?key1=value1&key2=value2。

數據大小限制：由于參數附加在URL后，長度可能受URL長度限制（取決于瀏覽器和服務器設置）。

安全性：數據在URL中明文顯示，不適合傳遞敏感信息。

請求格式：

GET  HTTP/

Request-URI:表示目標資源的路徑，可能包含參數。

Version:HTTP協議版本。

Headers:包含元信息，例如客戶端的屬性、支持的格式等。

Blank Line：空行。

POST方法

POST方法通常用于向服務器提交數據。它有以下特點：

參數傳遞：數據放在請求體中，而不是URL中。

數據大小限制：POST請求的體積沒有明顯限制，可以傳遞大量數據。

安全性：數據在請求體中傳輸，相對來說更安全。

請求格式：

POST  HTTP/

Request-URI：目標資源的路徑，通常是API的端點。

Headers：元信息，例如內容類型和長度。

Blank Line：空行，區分頭和主體。

Body：數據的主體，包含客戶端發送到服務器的長度。

6 HTTP協議響應內容

HTTP協議響應內容包含狀態行、響應頭以及響應體三個部分。

狀態行

HTTP狀態行包含HTTP協議版本、狀態碼以及狀態描述。

狀態碼由三個十進制數字組成，第一個十進制數字定義了狀態碼的類型。

狀態碼分為五類：

1xx（信息性狀態碼）：表示接收的請求正在處理。

2xx（成功狀態碼）：表示請求正常處理完畢。

3xx（重定向狀態碼）：需要后續操作才能完成這一請求。

4xx（客戶端錯誤狀態碼）：表示請求包含語法錯誤或無法完成。

5xx（服務器錯誤狀態碼）：服務器在處理請求的過程中發生了錯誤。

示例：

HTTP/1.1 200 OK

響應頭

響應頭則會包含內容類型、長度、編碼等信息。

常見的響應頭字段有：

Content-Type:響應內容的MIME類型，例如 text/html、application/json。

Content-Length:響應內容的字節長度。

Server:服務器信息。

Set-Cookie:設置客戶端的Cookie。

示例：

Content-Type: text/html; charset=UTF-8
Content-Length: 3495
Server: Apache/2.4.41 (Ubuntu)

響應體

響應體包含實際的數據內容，具體形式取決于響應的類型和請求內容。例如：HTML頁面內容，JSON數據，文件的二進制數據等。

如果是狀態碼為204 No Content或 304 Not Modified的響應，則通常沒有正文。

注意：響應體和響應頭之間會添加一個空行來分隔內容。

7 HTTP請求及響應實例

GET請求示例如下：

//請求
GET /get?username=admin&password=admin HTTP/1.1
Host:httpbin.org

//響應
HTTP/1.1 200 OK
Date: Tue, 10 Dec 2024 10:41:13 GMT
Content-Type: application/json
Content-Length: 278
Connection: keep-alive
Server: gunicorn/19.9.0
Access-Control-Allow-Origin: *
Access-Control-Allow-Credentials: true

{
  "args": {
    "password": "admin", 
    "username": "admin"
  }, 
  "headers": {
    "Host": "httpbin.org", 
    "X-Amzn-Trace-Id": "Root=1-67581ac9-236349c67cb21dcc24c54215"
  }, 
  "origin": "118.99.2.9", 
  "url": "http://httpbin.org/get?username=admin&password=admin"
}

POST請求示例如下：

//請求
POST /post HTTP/1.1
Host:httpbin.org
Content-Type:application/x-www-form-urlencode
Content-Length:29

username=admin&password=admin
//響應
HTTP/1.1 200 OK
Date: Tue, 10 Dec 2024 10:44:52 GMT
Content-Type: application/json
Content-Length: 374
Connection: keep-alive
Server: gunicorn/19.9.0
Access-Control-Allow-Origin: *
Access-Control-Allow-Credentials: true

{
  "args": {}, 
  "data": "username=admin&password=admin", 
  "files": {}, 
  "form": {}, 
  "headers": {
    "Content-Length": "29",
    "Content-Type": "application/x-www-form-urlencode", 
    "Host": "httpbin.org", 
    "X-Amzn-Trace-Id": "Root=1-67581ba4-744fdecf1da1bcf3180f9fa3"
  }, 
  "json": null, 
  "origin": "118.99.2.9", 
  "url": "http://httpbin.org/post"
}

8實現過程

接下來，我們看看如何在W55MH32上實現HTTP客戶端模式發送GET和POST請求示例。

注意：因為本示例需要訪問互聯網，請確保W55MH32的網絡環境及配置能夠正常訪問互聯網。

例程中使用的是httpbin.org的服務器，它的get請求路徑為httpbin.org/get，post請求路徑為httpbin.org/post。

我們向httpbin.org發送請求后，它會把我們請求時提交的參數體現在響應內容中。

步驟一：通過DNS協議解析HTTP服務器的域名

在利用 HTTP向httpbin.org服務器提交數據時，首先要與該服務器建立 TCP鏈接。要知道，建立 TCP鏈接是必須基于 IP地址來進行連接操作的。而此處的 do_dns ()所承擔的任務，正是借助 DNS協議對域名進行解析，進而獲取到相應 IP地址的過程。

if (do_dns(ethernet_buf, org_server_name, org_server_ip))
{
 printf("DNS request failed.rn");
 while (1)
   {
   }
}

步驟二：進行HTTP GET和POST請求組包

接下來，我們需要按前面介紹的HTTP協議的規范來組包。

本例程中，我們定義了兩個函數來分別生產HTTP GET Header()和HTTP POST Header()。詳細代碼如下：

/**
* @brief   HTTP GET :  Request package combination package.
* @param   pkt:    Array cache for grouping packages
* @return  pkt:    Package length
*/
uint32_t http_get_pkt(uint8_t *pkt)
{
*pkt = 0;
// request type URL HTTP protocol version
strcat((char *)pkt, "GET /get?username=admin&password=admin HTTP/1.1rn");
// Host address, which can be a domain name or a specific IP address.
strcat((char *)pkt, "Host: httpbin.orgrn");
// end
strcat((char *)pkt, "rn");
return strlen((char *)pkt);
}
/**
* @brief   HTTP POST :  Request package combination package.
* @param   pkt:    Array cache for grouping packages
* @return  pkt:    Package length
*/
uint32_t http_post_pkt(uint8_t *pkt)
{
*pkt = 0;
// request type URL HTTP protocol version
strcat((char *)pkt, "POST /post HTTP/1.1rn");
// Host address, which can be a domain name or a specific IP address.
strcat((char *)pkt, "Host: httpbin.orgrn");
// Main content format
strcat((char *)pkt, "Content-Type:application/x-www-form-urlencodern");
// Main content lenght
strcat((char *)pkt, "Content-Length:29rn");
// separator
strcat((char *)pkt, "rn");
// main content
strcat((char *)pkt, "username=admin&password=admin");
return strlen((char *)pkt);
}

步驟三：發送HTTP請求以及超時和響應內容處理

len = http_get_pkt(ethernet_buf);
do_http_request(SOCKET_ID, ethernet_buf, len, org_server_ip, org_port);
// Send a POST request.
len = http_post_pkt(ethernet_buf);
do_http_request(SOCKET_ID, ethernet_buf, len, org_server_ip, org_port);

do_http_request()函數為發送HTTP請求并監聽響應，具體內容如下：

/**
* @brief   HTTP Client get data stream test.
* @param   sn:         socket number
* @param   buf:        request message content
* @param  len     request message length
* @param   destip:     destion ip
* @param   destport:   destion port
* @return  0:timeout,1:Received response..
*/
uint8_t do_http_request(uint8_t sn, uint8_t *buf, uint16_t len, uint8_t *destip, uint16_t destport)
{
   uint16_t local_port   = 50000;
   uint16_t recv_timeout = 0;
   uint8_t  send_flag    = 0;
   while (1)
   {
       switch (getSn_SR(sn))
       {
       case SOCK_INIT:
           // Connect to http server.
           connect(sn, destip, destport);
           break;
       case SOCK_ESTABLISHED:
           if (send_flag == 0)
           {
               // send request
               send(sn, buf, len);
               send_flag = 1;
               printf("send request:rn");
               for (uint16_t i = 0; i < len; i++)
               {
                   printf("%c", *(buf + i));
               }
               printf("rn");
           }
           // Response content processing
           len = getSn_RX_RSR(sn);
           if (len > 0)
           {
               printf("Receive response:rn");
               while (len > 0)
               {
                   len = recv(sn, buf, len);
                   for (uint16_t i = 0; i < len; i++)
                   {
                       printf("%c", *(buf + i));
                   }
                   len = getSn_RX_RSR(sn);
               }
               printf("rn");
               disconnect(sn);
               close(sn);
               return 1;
           }
           else
           {
               recv_timeout++;
               delay_ms(1000);
           }
           // timeout handling
           if (recv_timeout > 10)
           {
               printf("request fail!rn");
               disconnect(sn);
               close(sn);
               return 0;
           }
           break;
       case SOCK_CLOSE_WAIT:
           // If there is a request error, the server will immediately send a close request,
           // so the error response content needs to be processed here.
           len = getSn_RX_RSR(sn);
           if (len > 0)
           {
               printf("Receive response:rn");
               while (len > 0)
               {
                   len = recv(sn, buf, len);
                   for (uint16_t i = 0; i < len; i++)
                   {
                       printf("%c", *(buf + i));
                   }
                   len = getSn_RX_RSR(sn);
               }
               printf("rn");
               disconnect(sn);
               close(sn);
               return 1;
           }
           close(sn);
           break;
       case SOCK_CLOSED:
           // close socket
           close(sn);
           // open socket
           socket(sn, Sn_MR_TCP, local_port, 0x00);
           break;
       default:
           break;
       }
   }
}

在該函數中，程序會執行一個TCP Client模式的狀態機，具體詳細講解請看TCP Client示例章節,當程序處于SOCK_ESTABLISHED狀態時，會發送1次請求內容到服務器。接著就是監聽服務器響應數據以及超時處理。

如果服務器返回異常響應，則會立即關閉鏈接，因此我們需要在SOCK_CLOSE_WAIT狀態中處理服務器異常響應的內容。

9運行結果

燒錄例程運行后，首先可以看到打印了PHY鏈路檢測和DHCP獲取網絡信息，然后是DNS解析HTTP服務器域名結果，如下圖所示：

接著我們發送了一次GET請求報文，然后HTTP服務器返回了響應報文。

請求和響應原文都通過串口打印出來，如下圖所示：

最后，我們發送了一次POST請求報文，然后HTTP服務器返回了響應報文。

請求和響應原文都通過串口打印出來，如下圖所示：

10總結

本文介紹了在 W55MH32芯片上實現 HTTP Client功能的方法，實現向httpbin.org網站獲取數據。闡述了 HTTP協議的概念、特點、應用場景、工作流程、請求方法、響應內容，并給出請求及響應實例。以及展示了在W55MH32上的實現過程。

下一篇將講解在該芯片上實現 HTTP Server功能，介紹通過瀏覽器修改 W55MH32網絡地址信息的原理和實現步驟。敬請期待！

WIZnet是一家無晶圓廠半導體公司，成立于 1998年。產品包括互聯網處理器 iMCU?，它采用 TOE（TCP/IP卸載引擎）技術，基于獨特的專利全硬連線 TCP/IP。iMCU?面向各種應用中的嵌入式互聯網設備。

WIZnet在全球擁有 70多家分銷商，在香港、韓國、美國設有辦事處，提供技術支持和產品營銷。

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審核編輯 黃宇