基于STM32控制器的SNTP授时服务器的研究与设计

的时间。采用64位时标(Timestamp)格式。

3 硬件设计
图4所示为W5100部分的电路图，图中给出了W5100与STM32的连接方式及其外围电路。

W5100和STM32可通过SPI方式通信。通过对SEN管脚用10 kΩ电阻上拉到高电平可允许SPI模式；由于W5100处于SPI从模式，因此，其SPI工作时钟由处于主模式的STM32提供，MISO和MOSI为用于SPI通信的两条数据线，SCLK为SPI时钟引脚；*****为片选引脚，低电平有效，主要用于在并行总线连接时由MCU访问W5100内部寄存器或存储器；INT为中断输出引脚，低电平有效，在W5100在Socket端口产生连接、断开、接收数据、数据发送完成以及通信超时等情况下，该引脚将输出信号以指示MCU。中断将在写入中断寄存器IR或端口的中断寄存器时被清除，所有中断都可以被屏蔽。W5100的第5、6、8和9脚是以太网物理层信号引脚，用于与RJ45接口相连接，其中第5和第6引脚是RXIP／RXlN信号对，用于接收从介质传来的差分数据，第8和第9引脚是TXOP／TXON信号对，用于将差分数据发送给介质；第66引脚是连接LED指示引脚，低电平表示10／100Mbps连接状态正常，连接正常时输出低电平，而在TX／RX状态时闪烁；第72引脚是接收状态LED指示引脚，低电平表示当前接收数据，第73引脚是发送状态LED指示引脚，低电平表示当前发送数据，这些LED指示引脚应与RJ45的相应LED指示灯引脚连接，以用于指示连接状态。除电源引脚、时钟引脚外，W5100的其它引脚DO～D7，AO～A14及WR～RD可选择悬空。

图5所示是GPS模块与STM32的连接示意图。GPS接收模块采用HOLUX生产的GPS模块M87GPS，模块的串行口输出和输入分别接到STM32的输入与输出，秒脉冲PPS信号连接到处理器的IO口，在秒脉冲(1PPS)同步的情况下，系统将实时精准地通过串口把标准的UTC时间传送给处理器STM32。

4 SNTP服务器的软件设计
SNTP服务器的软件设计主要可分为两个部分：W5100的驱动设计和SNTP协议的软件实现。其软件流程图如图6所示。

首先，利用ST公司提供的固件库可初始化STM32的系统配置，把SPI接口配置为两线单向全双工传输、主模式，以8位数据帧的格式进行传
输；同时配置RTC模块产生秒脉冲，再与日历算法结合得到自身的系统时间，然后通过GPS的秒脉冲PPS修正系统时间。再通过配置W5100公共
寄存器和端口寄存器来完成它的基本设置、网络信息以及端口存储器信息的没置，使之为UDP服务器模式。此后，W5100处于监听状态，一旦
W5100的SOCKET端口有中断事件，W5100将触发STM32的外部中断，STM32若检测到SoekRecvflag发生改变，则立即开始SNTP协议的解析。
接收SNTP协议包后，便可记录收到报文的时间T2，然后从报文中解析出时间戳T1，再将T1、T2封装成新的报文进行发送，同时发送时再记录一个发送时间T3。

5 结束语
本文基于STM32和W5100搭建了一个网络服务器硬件平台，并在其上实现了SNTP同步时间报文。经测试，本系统运行稳定，并可实现对客
户端PC机的时钟同步。通过该系统可有效解决工业控制等领域的时间不同步问题。