基于Lua腳本語言的嵌入式UART通信方案設(shè)計(jì)
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本系統(tǒng)的程序流程如圖2所示。其中，串口通信芯片采用T1公司的帶64字節(jié)FIFO的4通道可編程UART芯片TL16C754B來實(shí)現(xiàn)。它的4個通道可分別獨(dú)立編程，在3．3 V的操作電壓下，數(shù)據(jù)傳輸速率可高達(dá)2 Mbps，適合多種UART通信環(huán)境中的應(yīng)用。基于裝置的應(yīng)用環(huán)境，本文采用RS485的問答機(jī)制并結(jié)合查詢方式來對該串口通信方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。在方案實(shí)現(xiàn)中，裝置將每隔一定時間通過串口芯片發(fā)送一次查詢報(bào)文，當(dāng)查詢到外圍沒備發(fā)送的正確響應(yīng)報(bào)文后，再進(jìn)行相關(guān)業(yè)務(wù)處理。
3 功能實(shí)現(xiàn)
在嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域，串口通信的應(yīng)用比較成熟，因此，本文將著重介紹Lua是如何服務(wù)于這一應(yīng)用的。從圖2可以看出，Lua的使用主要體現(xiàn)在如下幾個方面：
◆Lua與C交互環(huán)境的建立；
◆提取腳本中的串口配置數(shù)據(jù)；
◆調(diào)用Lua函數(shù)設(shè)置發(fā)送緩沖區(qū)；
◆通過Lua函數(shù)處理接收緩沖區(qū)數(shù)據(jù)。
3．1 Lua與C交互環(huán)境的建立
要建立交互環(huán)境，首先要啟動Lua腳本引擎，并創(chuàng)建虛擬機(jī)。其機(jī)制雖然相對復(fù)雜，但對應(yīng)用來說卻比較簡單，通過“L=lua_opcn(NUL L)；”即可實(shí)現(xiàn)。其中，L是一個指向結(jié)構(gòu)類型為lua_State的指針變量，該結(jié)構(gòu)將負(fù)責(zé)對Lua的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行維護(hù)。
為了實(shí)現(xiàn)Lua腳本函數(shù)對系統(tǒng)程序中串口發(fā)送和接收緩存區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問，定義了幾個C函數(shù)供腳本調(diào)用，即用于設(shè)置串口發(fā)送緩沖區(qū)的函數(shù)set_tx_buf、讀取串口接收緩沖區(qū)的函數(shù)get_rx_buf，以及在Lua腳本中判斷串口數(shù)據(jù)交互正常時調(diào)用的結(jié)果處理函數(shù)uart_ok_del。
在Lua腳本中，要成功調(diào)用以上函數(shù)，必須將其加載到Lua虛擬機(jī)中去，本文采用Lua提供的一種注冊C函數(shù)庫的方法來實(shí)現(xiàn)。具體加載過程如下：
①按以下格式定義調(diào)用函數(shù)：
static int set tx buf(lua State *L)；
static int get rx_buf(lua State *L)；
static int uart_ok_del(lua State*L)；
②聲明一個結(jié)構(gòu)數(shù)組，每個數(shù)組元素分別為C函數(shù)在Lua腳本中的淵用名字及對應(yīng)的C函數(shù)，即以“namefunction”對的形式出現(xiàn)，如下所示：
static const struct luaL_reg uartLib[]={
{“set_tx_buf”，set_tx_buf}，
{“get_tx_buf”，get_tx_buf)，
{“uart_ok_del”，uart_ok_de}，
{NULL，NULL}
}；
③調(diào)用以下函數(shù)對C函數(shù)庫進(jìn)行注冊：
luaL register(L．“ied”，uartLib)；
其中，參數(shù)L即為創(chuàng)建虛擬機(jī)時的函數(shù)返回值(以下同)，字符串“ied”為注冊到虛擬機(jī)中的庫名稱。第3個參數(shù)uartLib即為前面聲明的結(jié)構(gòu)數(shù)組，對應(yīng)需要注冊的庫函數(shù)表。
通過以上步驟，即可完成Lua腳本中需要調(diào)用的3個C函數(shù)的注冊過程，從而就可以在Lua腳本中通過“庫名稱，庫函數(shù)”的形式來對其進(jìn)行調(diào)用，如“ied．set_tx_buf(函數(shù)參數(shù))”。
腳本文件本身的加載則相對簡單，只需通過如下函數(shù)調(diào)用即可：
luaL_dofile(L，“uart script．lua”)；
其中，參數(shù)L和以上的函數(shù)調(diào)用相同，第2個參數(shù)則為腳本文件在Flash中的具體存儲路徑。
至此，就成功建立了一個Lua與C的交互環(huán)境。
3．2 提取腳本中的串口配置數(shù)據(jù)
要正確地進(jìn)行Lua和C的交互過程，首先必須對Lua和C交互時所采用虛擬棧的作用和操作有比較深入的了解。在Lua和C的交互中，它們彼此之間函數(shù)參數(shù)以及返回值都將由該棧來負(fù)責(zé)傳遞。Lua和C在棧的操作方式上稍有不同，在Lua中采用嚴(yán)格的LIFO方式，而C則還可以通過索引的方式進(jìn)行。以3個參數(shù)為例，參數(shù)1首先入棧，參數(shù)2、3隨后順次入棧，Lua虛擬棧存儲結(jié)構(gòu)及索引對應(yīng)關(guān)系如圖3所示。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/155041.htm
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