功能實現(xiàn)2 - 基于Lua腳本語言的嵌入式UART通信方案設計

　　3.3 調用Lua函數(shù)設置發(fā)送緩沖區(qū)

　　為通過Lua腳本對串口發(fā)送緩沖區(qū)進行設置，在腳本中定義了如下函數(shù)：

　　data ={0x11， 0x22， 0x33， 0x44， 0x55 };

　　function uart_p0_set_txBuf（）

　　local port=0;

　　local p0_send_num=5;

　　for i=1， p0_send_num do

　　ied.set_tx_buf（port，i-1， data［i］）

　　end

　　return p0_send_num

　　end

　　從腳本內容可以看出，在此采用了一個Lua中的循環(huán)結構對發(fā)送緩沖區(qū)進行設置，并返回設置的數(shù)據個數(shù)。其中，全局變量data是Lua腳本中的表，類似于數(shù)組，在此表示需要設置的緩沖區(qū)內容；ied.set_tx_buf（）為在3.1節(jié)中提到的已注冊到虛擬機中的C函數(shù)庫中的一個函數(shù)。其參數(shù)port表示端口號，i-1表示緩沖區(qū)索引號，data［i］表示具體的數(shù)據內容。在應用中需要注意的是，在Lua中，數(shù)組索引默認從1開始，而不像C中從0開始。另外，在C中定義set_tx_buf函數(shù)時并未設置參數(shù)，這主要是因為參數(shù)的提取必須借助于虛擬棧才能實現(xiàn)。在腳本中調用時，對其參數(shù)將按照從左到右的順序依次入棧，在C中要取出參數(shù)時，按照其在棧中相應的索引號取出即可。在Lua中對每個函數(shù)的調用都有一個獨立的棧，因此，若以i取2時調用情況為例，在C函數(shù)set_tx_buf中看到的棧內容將如圖5所示。

　　圖5 函數(shù)調用時的虛擬棧示例

　　從而在C程序中，只需要調用下面語句即可將該串口發(fā)送緩沖區(qū)中索引為1的內存區(qū)域設置成0x22：

　　port=（int）lua_tonumber（L，1）；//取端口號

　　index=（int）lua_tonumber（L，2）；//取索引

　　data=（char）lua_tonumber（L，3）；//取數(shù)據

　　uart_port_tx_buf［port］.data［index］=data;

　　當在C程序中需對串口發(fā)送緩沖區(qū)進行設置時，將按如下方法調用該腳本函數(shù)：

　　lua_getglobal（L， “uart_p0_set_txBuf ”）；

　　lua_pcall（L， 0， 1， 0）；

　　其中，函數(shù)lua_getglobal的參數(shù)“uart_p0_set_txBuf”為要調用的腳本函數(shù)名，函數(shù)lua_pcall的函數(shù)原型為：

　　int （lua_pcall） （

　　lua_State *L，

　　int nargs， //調用函數(shù)的參數(shù)個數(shù)

　　int nresults， //返回的參數(shù)個數(shù)

　　int errfunc //錯誤處理函數(shù)號

　?。?；

　　因所調用的腳本函數(shù)uart_p0_set_txBuf沒有參數(shù)，有一個返回值，所以分別將nargs、nresults置為0、1，而錯誤處理函數(shù)暫不使用，故置為0.

　　對于腳本中的返回值，將在腳本函數(shù)調用結束時，置于lua_pcall調用環(huán)境所在的虛擬棧的棧頂中，可由C程序根據索引取出。

　　經以上過程，就完成了對串口發(fā)送緩沖區(qū)的內容設置，然后就可以通過串口芯片的驅動程序將其發(fā)送到外圍設備。

　　在現(xiàn)場應用時，只需根據不同外圍設備問詢報文的要求來修改腳本中data數(shù)組以及p0_send_num變量的內容即可，而不用對裝置的C程序進行任何修改。

　　3.4 通過Lua函數(shù)處理接收緩沖區(qū)數(shù)據

　　通過Lua和C的交互來對串口接收緩沖區(qū)數(shù)據的處理方法同發(fā)送緩沖區(qū)的處理基本相似。

　　當裝置通過串口驅動程序將外圍設備發(fā)來的數(shù)據置入接收緩沖區(qū)后，在C函數(shù)中調用腳本函數(shù)：

　　lua_getglobal（L， “uart_p0_del_rxBuf”）；

　　lua_pushnumber（L， size）；

　　ret=lua_pcall（L， 1， 1， 0）；

　　其中，參數(shù)uart_p0_del_rxBuf為腳本中定義的緩沖區(qū)數(shù)據處理函數(shù)名，通過lua_pushnumber將接收數(shù)據的大小入棧，從而傳給Lua腳本函數(shù)，腳本函數(shù)的原型如下：

　　function uart_p0_del_rxBuf（rx_size）

　　在該函數(shù)中，可通過調用注冊的C函數(shù)get_rx_buf來獲取接收緩沖區(qū)中的內容：

　　data［i］ = ied.get_rx_buf（port，index）

　　其中，data為腳本中類似于數(shù)組的表類型。port為串口芯片的端口號，index為緩沖區(qū)的索引號，在C程序中通過以下語句對腳本返回所取數(shù)據值：

　　port=（int）lua_tonumber（L，1）；//取端口號

　　index=（int）lua_tonumber（L，2）；//取索引

　　data=uart_port_rx_buf［port］.data［index］;

　　lua_pushnumber（L， data）；//返回值入棧

　　可以看出，在腳本中也是借助于虛擬棧來獲取C程序的返回值。通過以上方法成功獲取了串口接收緩存區(qū)的內容后，就可根據具體的外圍設備在腳本中對其接收數(shù)據的正確性進行判斷，如果判斷結果正確，則調用前面注冊的C函數(shù)uart_ok_del進行相關業(yè)務處理。

　　ied. uart_ok_del （port）

　　結語

　　從本文提供的方案可以看出，從始至終，IED裝置的C語言應用程序在Lua虛擬機與外圍設備之間，除了報文的透明傳輸功能外，并不負責具體數(shù)據業(yè)務的處理，這就使在C程序的設計中完全不需要考慮外圍設備所采用的串口通信數(shù)據格式，具體的數(shù)據內容都可放在腳本文件中進行設置和處理。在現(xiàn)場應用中，就可以達到僅修改Lua腳本文件就能完成IED裝置與不同的串口通信外圍設備之間的數(shù)據交互功能，從而實現(xiàn)對裝置串口通信規(guī)約的現(xiàn)場可配置化。