Двухсторонняя связь модулями ENC28J60 между контроллерами Arduino

Я покажу здесь решение, казалось бы, тривиальной простейшей задачи - обмен данными между контроллерами Arduino по сети Ethernet при помощи самых дешевых модулей связи ENC28J60.

Возьмем два модуля Ethernet ENC28J60 и два контроллера Arduino Nano, соединим их через сеть Ethernet.

ENC28J60 имеют коммуникацию SPI - для нас это означает, что соединяются они с контроллером через 4 сигнальных провода.

Подключение модулей делаем согласно следующей таблице:

VCC -  5V (питать нужно по возможности не от платы контроллера)
GND -  GND
SCK - Pin 13
SO  - Pin 12
SI  - Pin 11
CS  - Pin 10

У меня получилась следующая картина подключенных модулей к контроллерам. Один из Nano стоит на монтажном модуле, но вы можете его исключить - он здесь не имеет значения.

Дальше будем покорять UDP-протокол связи. Скачаем библиотеку UIPEthernet.h c гитхаба и установим в Arduino IDE. По сути будем использовать два стандартных примера из этой библиотеки (UdpClient, UdpServer), но с некоторыми изменениями. Один контроллер-клиент будет с заданной периодичностью слать полезные сообщения контроллеру-серверу, а тот при приеме сообщения будет отвечать полезным клиенту сообщением.

По умолчанию, если закачать пример UdpClient в один контроллер, а UdpServer в другой, получим только одностороннюю связь. Сервер будет принимать сообщение от клиента и отсылать ответ, но клиент не сможет читать этот ответ, хотя в его программе это предусмотрено.

Программа контроллера-клиента:

#include <UIPEthernet.h>
EthernetUDP udp;
unsigned long next;
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  uint8_t mac[6] = {0x00,0x01,0x06,0x03,0x04,0x05};
  Ethernet.begin(mac,IPAddress(192,168,0,6));
  next = millis()+5000;
  udp.begin(5000);
}
void loop() {
  int success;
  int len = 0;
  if (((signed long)(millis()-next))>0)
    {
      do
        {
          success = udp.beginPacket(IPAddress(192,168,0,1),5000);
          Serial.print("beginPacket: ");
          Serial.println(success ? "success" : "failed");
          //beginPacket fails if remote ethaddr is unknown. In this case an
          //arp-request is send out first and beginPacket succeeds as soon
          //the arp-response is received.
        }
      while (!success && ((signed long)(millis()-next))<0);
      if (!success )
        goto stop;
      success = udp.write("hello world from client");
      Serial.print("bytes written: ");
      Serial.println(success);
      success = udp.endPacket();
      Serial.print("endPacket: ");
      Serial.println(success ? "success" : "failed");
      do
        {
          //check for new udp-packet:
          success = udp.parsePacket();
        }
      while (!success && ((signed long)(millis()-next))<0);
      if (!success )
        goto stop;
      Serial.print("received: '");
      do
        {
          int c = udp.read();
          Serial.write(c);
          len++;
        }
      while ((success = udp.available())>0);
      Serial.print("', ");
      Serial.print(len);
      Serial.println(" bytes");
      //finish reading this packet:
      udp.flush();
      stop:
      udp.stop();
      next = millis()+5000;
      
    //restart with new connection to receive packets from other clients
    Serial.print("restart connection: ");
    Serial.println (udp.begin(5000) ? "success" : "failed");
    }
}

Здесь можете для своей сети поменять IP модуля ENC28J60 клиента

Программа контроллера-сервера:

#include <UIPEthernet.h>
EthernetUDP udp;
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  uint8_t mac[6] = {0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05};
  Ethernet.begin(mac,IPAddress(192,168,0,1));
  int success = udp.begin(5000);
  Serial.print("initialize: ");
  Serial.println(success ? "success" : "failed");
}
void loop() {
  //check for new udp-packet:
  int size = udp.parsePacket();
  if (size > 0) {
    do
      {
        char* msg = (char*)malloc(size+1);
        int len = udp.read(msg,size+1);
        msg[len]=0;
        Serial.print("received: '");
        Serial.print(msg);
        free(msg);
      }
    while ((size = udp.available())>0);
    //finish reading this packet:
    udp.flush();
    Serial.println("'");
    int success;
    do
      {
        Serial.print("remote ip: ");
        Serial.println(udp.remoteIP());
        Serial.print("remote port: ");
        Serial.println(udp.remotePort());
        //send new packet back to ip/port of client. This also
        //configures the current connection to ignore packets from
        //other clients!
        success = udp.beginPacket(udp.remoteIP(),udp.remotePort());
        Serial.print("beginPacket: ");
        Serial.println(success ? "success" : "failed");
    //beginPacket fails if remote ethaddr is unknown. In this case an
    //arp-request is send out first and beginPacket succeeds as soon
    //the arp-response is received.
      }
    while (!success);
    success = udp.println("hello world from server");
    Serial.print("bytes written: ");
    Serial.println(success);
    success = udp.endPacket();
    Serial.print("endPacket: ");
    Serial.println(success ? "success" : "failed");
    udp.stop();
    //restart with new connection to receive packets from other clients
    Serial.print("restart connection: ");
    Serial.println (udp.begin(5000) ? "success" : "failed");
  }
}

Здесь тоже можете поменять IP модуля в тексте программы.

После загрузки программ включаем все в работу и в Мониторе порта наблюдаем следующие строки.

Сервер должен написать нечто подобное:

received: 'hello world from client'
remote ip: 192.168.0.6
remote port: 5000
beginPacket: success
bytes written: 25
endPacket: success
restart connection: success