通過串口使用類似Linux命令的方式控制單片機(jī)，大幅提高調(diào)試效率，可以在非debug模式下實(shí)現(xiàn)類似debug的效果

網(wǎng)上找了找類似的東西，好像資料不是很多的樣子，F(xiàn)reeRTOS提供了解決方案，RTthread也有FinSH控制臺(tái)，但是感覺有點(diǎn)復(fù)雜，所以自己做了一個(gè)，非常輕量，快速，沒有多余的功能

????????串口接收部分使用FreeRTOS操作系統(tǒng)+任務(wù)通知+DMA+空閑中斷實(shí)現(xiàn)（參考：CH32串口接收方案），當(dāng)然也可以自己使用其他的方式去實(shí)現(xiàn)

效果展示

在終端中輸入? list，用于顯示當(dāng)前已注冊(cè)命令

在終端中輸入 info，顯示當(dāng)前已有任務(wù)的剩余堆棧，這對(duì)于合理分配任務(wù)大小很有幫助

大致工作流程

????????首先初始化控制臺(tái)，主要是啟動(dòng)串口接收，因?yàn)榭刂婆_(tái)使用了動(dòng)態(tài)單向鏈表，所以還需要為頭節(jié)點(diǎn)分配內(nèi)存，初始化完成后即可將自己需要的命令字和功能回調(diào)函數(shù)注冊(cè)進(jìn)去（命令字和功能函數(shù)是一一對(duì)應(yīng)的，每個(gè)命令都對(duì)應(yīng)了一個(gè)特定的功能函數(shù)），之后由串口接收任務(wù)等待上位機(jī)命令，接收到命令后根據(jù)命令去調(diào)用指定的功能函數(shù)即可

詳解

一、?相關(guān)定義（.h）

console.h

????????首先需要一個(gè)函數(shù)指針類型，這個(gè)類型就是注冊(cè)進(jìn)系統(tǒng)的功能回調(diào)函數(shù)的類型，無返回值，有一個(gè)char* 類型的參數(shù)，可以用于接收上位機(jī)發(fā)送的指令，進(jìn)行參數(shù)解析，用于實(shí)現(xiàn)類似于“setv -1 -200 -3000”這樣的帶參效果

????????然后定義了一個(gè)自定義的錯(cuò)誤類型，這個(gè)可有可無

????????最后是鏈表的節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)由 一個(gè)命令字+一個(gè)功能函數(shù)+下個(gè)節(jié)點(diǎn)的地址? 組成

二、?具體實(shí)現(xiàn)（.C）

console.c

1.全局變量

????????定義了一個(gè)任務(wù)句柄，可有可無

????????定義了一個(gè)鏈表頭指針，用于查找控制整個(gè)鏈表

????????定義了一個(gè)串口接收數(shù)組，用于接收命令，空間可以給大點(diǎn)也可以給小一點(diǎn)，因?yàn)槊畈⒉粫?huì)很長，但是考慮到誤操作的問題，太小了容易導(dǎo)致溢出

2.串口相關(guān)

????????第一個(gè)函數(shù)用于啟動(dòng)串口接收，使用DMA+串口空閑中斷的方式

????????第二函數(shù)是接收回調(diào)函數(shù)，這個(gè)函數(shù)被放置在STM32的串口空閑事件中（

void HAL_UARTEx_RxEventCallback(UART_HandleTypeDef *huart, uint16_t Size)

）其他單片機(jī)則放置在對(duì)應(yīng)的中斷觸發(fā)處，用于通知控制臺(tái)任務(wù)執(zhí)行以及使能下次接收

3.初始化控制臺(tái)

????????首先調(diào)用上面寫好的函數(shù)完成串口配置，然后為之前定義的頭指針分配一塊內(nèi)存，做一下簡單的空指針判斷，隨后完成初始化

4.命令注冊(cè)

????????該函數(shù)擁有兩個(gè)參數(shù)，分別是指令和對(duì)應(yīng)函數(shù)，首先定義一個(gè)“now”臨時(shí)節(jié)點(diǎn)，讓他等于頭節(jié)點(diǎn)，然后判斷他的 指向下個(gè)節(jié)點(diǎn)的 指針變量 是否為空，如果不為空則說明不是尾節(jié)點(diǎn)，需要判斷一下當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的指令和參數(shù)傳入的指令是否一致，如果一致則說明指令重復(fù)，退出函數(shù)即可，如果指令不一樣，則讓now節(jié)點(diǎn)等于該變量指向的節(jié)點(diǎn)，隨后進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)判斷，直到找到尾節(jié)點(diǎn)，找到尾節(jié)點(diǎn)后即可分配一塊節(jié)點(diǎn)內(nèi)存，并讓尾節(jié)點(diǎn)指向這個(gè)節(jié)點(diǎn)，同時(shí)使用傳入?yún)?shù)為該節(jié)點(diǎn)變量進(jìn)行賦值，至此完成命令注冊(cè)

5. 命令卸載

????????使用該函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)注銷一個(gè)指令的操作，但是我覺得沒什么用，因?yàn)樽?cè)了命令之后基本上也不會(huì)有什么注銷的需求，所以就沒寫（笑），如果需要的話可以自己實(shí)現(xiàn)，無非就是比較到相同的指令，然后釋放這個(gè)節(jié)點(diǎn)的內(nèi)存，并讓上個(gè)節(jié)點(diǎn)指向下個(gè)節(jié)點(diǎn)

6.?命令調(diào)度

????????函數(shù)傳入的是終端輸入的命令字符串，首先用自制的字符串比較方法進(jìn)行指令的比較判斷，一個(gè)一個(gè)比較，直到發(fā)現(xiàn)不一樣的字符，此時(shí)看看節(jié)點(diǎn)的命令 是否 每個(gè)字符都比較完了，通過字符串結(jié)尾的\0判斷，如果當(dāng)前index的位置不是\0說明還沒比較結(jié)束就出現(xiàn)了不一樣的字符，指令不匹配進(jìn)入下一次循環(huán)，如果是\0則說明匹配到了一個(gè)節(jié)點(diǎn)，則可以調(diào)用該節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的功能函數(shù)，并且將上位機(jī)輸入內(nèi)容以參數(shù)傳進(jìn)，繼續(xù)做參數(shù)解析（這樣子的好處是只關(guān)心輸入內(nèi)容的前面一部分是否與指令相同，而不關(guān)心其他的部分，可以方便的做指令參數(shù)，例如注冊(cè)的指令為“open”，輸入的內(nèi)容為“open -1 -2”，即可匹配到open命令，并將整個(gè)字符串傳入到功能函數(shù)中，在函數(shù)內(nèi)解析出剩下的參數(shù)）

7. 命令展示

????????一個(gè)功能函數(shù)，用于打印出當(dāng)前已注冊(cè)的命令有哪些

????

終端介紹

? ? ? ??在開始下一節(jié)之前先介紹一個(gè)概念，終端的輸入方式和串口調(diào)試助手的輸入方式是不一樣的，在串口調(diào)試助手中會(huì)先輸完完整的信息，然后點(diǎn)擊發(fā)送，單片機(jī)一次性收到一整條消息，并且也能看到自己到底寫了什么，如下圖

???????終端則截然不同，首先終端的輸入是一個(gè)字一個(gè)字發(fā)送的，假設(shè)在終端中鍵盤按下了一個(gè)h，此時(shí)這個(gè)h就已經(jīng)發(fā)送給單片機(jī)了，并且終端上并不會(huì)顯示h，因?yàn)榻K端只管發(fā)送，要想看到自己寫了什么內(nèi)容，需要單片機(jī)接收到字符后再發(fā)送回終端，以此才能實(shí)現(xiàn)類似于Linux終端那樣的效果

????????我使用的終端是MobaXterm，不用付費(fèi)也能用，為什么要用終端不用串口助手呢，因?yàn)?/span>終端可以進(jìn)行顏色的解析，大部分串口助手只能顯示黑色的字，無法解析顏色

8. 控制臺(tái)任務(wù)

????????首先定義一個(gè)臨時(shí)數(shù)組，因?yàn)榻K端發(fā)送數(shù)據(jù)是一個(gè)一個(gè)發(fā)的，所以不能以一幀做為結(jié)束，在判斷回車結(jié)束之前需要存放在這個(gè)緩存區(qū)

????????將 查看已存在命令 的函數(shù)注冊(cè)到控制臺(tái)中，這樣就可以在控制臺(tái)查看已有命令了，將該函數(shù)與“l(fā)ist”命令綁定

????????使用任務(wù)等待，阻塞在這里，直到收到數(shù)據(jù)為止

????????收到消息后就將數(shù)據(jù)存入緩沖區(qū)，同時(shí)記錄當(dāng)前數(shù)據(jù)的累計(jì)大小

????????判斷一下當(dāng)前數(shù)據(jù)的結(jié)尾是不是\r或者\(yùn)n，如果是的話則說明一幀結(jié)束，同時(shí)判斷一下數(shù)據(jù)大小，如果發(fā)現(xiàn)沒有數(shù)據(jù)，只是在終端單純敲了個(gè)回車的話，則打印一個(gè)>>，看起來更有感覺，如果有數(shù)據(jù)則使用cs_fun_callback（）函數(shù)進(jìn)行命令分發(fā)

????????終端里輸入命令的時(shí)候可能會(huì)輸錯(cuò)，所以需要實(shí)現(xiàn)退格刪除功能，單片機(jī)檢測(cè)退格，如果發(fā)現(xiàn)輸入了退格，先把緩沖區(qū)的下標(biāo)記錄變量-2，為什么是-2不是-1，因?yàn)槭紫纫獪p掉當(dāng)前輸入的退格鍵，然后再減掉真正輸錯(cuò)的那個(gè)字，同時(shí)在控制臺(tái)先打印一個(gè)退格，讓光標(biāo)往前移動(dòng)一格，再打印一個(gè)空格，遮蓋掉打錯(cuò)的字，然后再發(fā)送一個(gè)退格，退回到即將輸入的位置

????????如果都不是上述的情況，則說明只是普通的輸入了一個(gè)字符，將這個(gè)字符通過終端打印出來，實(shí)現(xiàn)“回顯”的效果

????????當(dāng)然最重要的，要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)線程，讓他跑起來

9. 功能函數(shù)示例

????????該函數(shù)實(shí)現(xiàn)了控制 某個(gè)電機(jī) 以 指定速度 轉(zhuǎn)動(dòng) 多少圈，傳入?yún)?shù)由命令分發(fā)函數(shù)傳入，內(nèi)容就是輸入的串口內(nèi)容

用字符串切割函數(shù)即可取出所需的參數(shù)，通過函數(shù)轉(zhuǎn)換為自己想要的類型后即可使用

結(jié)束

????????至此內(nèi)容結(jié)束，完成了完整的控制臺(tái)功能，可以自定義任意多的命令，并在單片機(jī)運(yùn)行的時(shí)候隨時(shí)使用，比如需要檢測(cè)任務(wù)剩余堆棧，以前需要一直打印信息，導(dǎo)致串口上有一大堆無用數(shù)據(jù)，淹沒了真正重要的有價(jià)值的數(shù)據(jù)，現(xiàn)在只需要將打印內(nèi)存信息的功能封裝成一個(gè)函數(shù)，注冊(cè)一個(gè)命令，即可在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候人為控制打印一次，方便簡潔

????????還可以注冊(cè)一些可能需要靈活更改、變化的功能，比如以前想要改某個(gè)參數(shù)或功能需要在代碼當(dāng)中更改，然后重新編譯下載，但是現(xiàn)在只需要提前做好功能函數(shù)，即可通過控制臺(tái)隨時(shí)更改，極大的方便了測(cè)試

????????總之好處多多，該方案為本人原創(chuàng)，歡迎提出意見?(?? ? ??)?

????????感謝閱讀(●'?'●)