回顾
再上一章中，我们进行了rtl8188的驱动编译，以及舵机驱动的编写和编译。有了上一章的成果，就已经搭建好了嵌入式Linux系统的硬件环境。现在，就可以在这个硬件环境下进行软件编程了。
在系统分析中介绍过，本系统通过socket（套接字）来传递舵机的控制信息（旋转角度）。那么，就先介绍一下嵌入式Linux系统下的网络编程原理吧。
Linux网络编程原理
概述
Linux下的网络编程通过socket编程实现。Socket，即套接口，既是一种特殊的I/O，也是一种文件描述符。一个通信实体的socket由一个三元组定义，即：协议族，网络地址和传输层端口。通信双方的一个连接是用网络五元组来标识的，它是由双方相同协议族的两个本地三元组合成的，包括：协议族，本地网络地址、本地端口、远程网络地址和远程端口。
Socket的英文原义是“孔”或“插座”。作为BSD UNIX的进程通信机制，取后一种意思。通常也称作"套接字"，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄，可以用来实现不同虚拟机或不同计算机之间的通信。在Internet上的主机一般运行了多个服务软件，同时提供几种服务。每种服务都打开一个Socket，并绑定到一个端口上，不同的端口对应于不同的服务。Socket正如其英文原义那样，像一个多孔插座。一台主机犹如布满各种插座的房间，每个插座有一个编号，有的插座提供220伏交流电， 有的提供110伏交流电，有的则提供有线电视节目。 客户软件将插头插到不同编号的插座，就可以得到不同的服务。
socket编程原理
下图表示了TCP协议下socket的工作原理和流程：
从服务器看，socket编程要结果以下步骤：
1.建立套接口
2.将本地端口与另一个端口联系起来
3.建立套接口队列
4.等待连接
5.接收信息
6.关闭套接口
所以，在实际编程中，先建立套接口，这一步骤可以用socket函数来实现，具体如下：
if( (s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1 )这段代码中使用到的socket函数的原型为：
int socket (int domain, int type, int protocol);domain指协议族，type指套接口类型，protocol指对应套接字应使用哪个协议。返回值为套接字句柄。若返回-1，则表明建立失败。这里，AF_INET指用于跨机器间的通信。SOCK_STREAM提供TCP的套接字。在本程序中，用sockaddr_in 类型的参数servaddr来存储本地的协议族，网络地址及端口。下面对其进行初始化：
memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
servaddr.sin_port = htons(12345);其协议族依然为AF_INET。INADDR为0.0.0.0，即本机地址，htonl将主机字节顺序转换 为网络字节顺序（有的机器高为在前，有的低位在前）。在手机端，将通信的端口号设置为12345，故在此处与手机匹配，将端口号也设置为12345。Htons将主机字节转换为网络字节顺序。
接下来使用bind函数将本机的一个端口与套接口连起来，代码如下：
if( bind(s, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) == -1){
printf("bind socket error: %s(errno:%d)\n",strerror(errno),errno);
exit(0);
}bind函数的第一个参数为创立的套接字句柄。第二个参数为存储本机IP地址和端口号的数据结构。第三个参数为第二个参数的长度。若成功调用，返回0，否则返回-1。
接下来用listen函数建立套接口队列，代码如下：
if( listen(s, 10) == -1){
printf("listen socket error: %s(errno:%d)\n",strerror(errno),errno);
exit(0);
}这里s为套接口的句柄，10表示socket队列的最大连接数。正确调用返回0，否则返回-1。
接下来进行轮询，来检测是否有连接，代码如下：
while(1){
if((connfd = accept(s, (struct sockaddr*)NULL, NULL)) == -1){
printf("accept socket error: %s(errno: %d)",strerror(errno),errno);
continue;
}
n = recv(connfd, buff, MAXLINE, 0);
buff[n] = '\0';
printf("recv msg from client: %s\n", buff);
close(connfd);
}首先，调用等待连接函数accept。accept第一个参数为套接口句柄，第二个参数存储客户程序的IP地址及端口号，这里不做限定，故为NULL。第三个参数为第二个参数的长度。Accept函数为阻塞调用。当无连接时，阻塞进程，有连接时，若成功，返回一个新连接的套接口描述句柄，否则返回-1。
连接之后，用recv函数向buff中写入数据。Recv返回值为接收到字符串长度。接收之后在最后加上字符串的结束符。技术之后关闭这个新连接的套接口。
最后关闭开始时建立的套接口s。
socket舵机控制应用介绍
了解完socket编程的原理后，就可以编写“socket接收+舵机控制”的应用了。首先声明，从手机APP发来的socket内包含的是范围从1-180的字符串信息，代表了舵机的旋转角度。在知道这点的情况下，开始进行编程。
socket接收应用源码设计
在socket接收应用中，需要完成两个内容：
1.接收socket，并通过调用socket的API获得socket内部的字符串信息；
2.将字符串信息转化成int整形数格式，便于之后的舵机控制。
在上一节中，已经详细介绍过socket编程的原理流程，按照之前介绍的原理依次调用socket的API，就可以获得socket中的字符串信息。这里对接收socket并获得信息的过程不再讲述，读者可以参考附录中的源码来加深对socket编程的理解。
至于将字符串转化成int整形数格式，这里用到了函数int atoi(const char *nptr)。这个函数定义于stdlib.h中，专门用于把ascii字符串转化成int整形数。具体代码如下：
angle_value = atoi ( buff ); //将字符串转换位数字
printf("Angle Value: %d\n\n",angle_value);
if ( angle_value < 0 || angle_value > 180 ){
//角度校验
printf( "angle format error\n" );
}
else{
zrcar_servo0_set( servo_dev, angle_value );
}首先用atoi函数把接收到的字符串转换为int型数据，然后做一次校验。当角度大于180或者小于0时报错，而在角度在正常范围内时，调用舵机控制函数zrcar_servo0_set，这个函数会在下一节中具体介绍到。
舵机控制源码设计
这里会用到上一章讲到的舵机驱动中的相关函数，在这里不花费时间赘述，请大家参考上一章内容辅助理解
在上一章中，舵机已经在Linux系统中被抽象为设备文件zrcar_servo_dev。现在，我们就需要通过对这个文件进行修改，从而改变PWM波生成模块的工作状态。先从设计一个基本的设备文件读取函数开始介绍：
（1）舵机设备文件读取操作：
下面这个函数是一段是对舵机设备文件的最基本的读取操作：
int zrcar_servo_init(char *servo_dev){
int fd = open(servo_dev,O_RDWR);
TEST(fd > 0,"servo device init failed!");
close(fd);
return 0;
}该函数的输入char *servo_dev是舵机设备文件的路径（在本次设计中该文件路径为：/dev/zrcar_servo_dev）。之后调用open函数。open函数会调用在驱动函数中注册的接口函数，使用上一章中定义的函数servo_open，打开舵机设备。之后用TEST函数校验舵机设备是否能成功打开，如果不能打开，就打印错误提示信息。最后关闭文件。
这个函数没有对设备做任何控制，只是用来验证是否可以打开舵机设备文件。
接下来，将会介绍如何通过对舵机设备文件进行修改来控制PWM波的占空比
（2）舵机设备文件修改操作：
下面这个函数用来对舵机设备文件做修改：
int zrcar_servo0_set(char *servo_dev, int angle){
int fd = open( servo_dev, O_RDWR );
TEST(fd > 0,"servo device open failed!\n");
angle = 500 + 2000/180.0 * angle;
ioctl(fd,SERVO0_SET,angle);
close(fd);
return 0;
}首先用open函数打开舵机设备文件，
之后控制舵机设备，使用函数ioctl，该函数可以调用在上一章的舵机驱动中定义的舵机控制接口函数：
static long servo_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)。使用该函数，应用程序就可以通过驱动程序访问舵机外设，控制舵机角度。
由于舵机角度控制ip核只负责产生PWM波，周期固定为20ms，占空比由传入的参数unsigned long arg控制，因此需要将舵机的角度0-180线性映射到500-2500（即高电平时间0.5ms~2.5ms），所以需要对角度用下面的公式进行换算：
arg = 500+2000/180.0*angle。
最后关闭舵机设备文件。这样，就可以修改输出的PWM波的占空比，从而控制舵机的旋转角度了。
源码编译
该应用程序编写完毕后，将该文件中的函数与socket程序结合在一起，编写MakeFile文件：
CROSS_COMPLIE = arm-linux-gnueabihf-
ARCH = arm
CC = $(CROSS_COMPILE)gcc
LD = $(CROSS_COMPILE)ld
CFLAGS = -g
all: socketServer.o servo_ctrl.o
${CC} -o socketServer socketServer.o servo_ctrl.o
clean:
rm ./*.o socketServer
其中CROSS_COMPLIE指定交叉编译工具，ARCH为程序运行CPU的架构，使用CC= arm-linux-gnueabihf-gcc，保证使用的是交叉编译工具，而不是电脑X86的gcc编译工具。这样，就可以在Linux系统下编译得到适用于Zybo开发板上的arm-v7架构处理器的可执行文件socketServer了。
最终成果
通过设计Zybo开发板上的“socket应用+舵机控制”应用，成功地把实验板上的无线网卡和舵机联系了起来，现在可以通过向rtl8188的指定端口发送1-180内的字符串信息来控制舵机的转动了。
附录
socket接收+舵机控制应用源码下载 提取码：df8u
下章预告
现在，已经完成了Zybo开发板上的全部软硬件设计内容。剩下的内容就是Android端的socket发送APP开发以及最终的测试环节了，这两部分的内容会在下一章详细介绍。