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Luat系列教程：7、串口收发

阅读本文需要具有的技能：
看过该系列前几篇文章或明白前几篇文章内容的
可以明白字符串、字节码之间的区别
了解串口的原理和使用

其实串口这个部分，我觉得挺简单的，看demo都能看懂吧。。

官方demo代码

官方代码可以在github(https://github.com/openLuat/Luat_2G_RDA_8955/)的`Luat_2G_RDA_8955/script_LuaTask/demo/uart`目录或luatools的`LuaTools 1.x.x\script\script_LuaTask\demo\uart`目录找到

如果你能看懂官方例程，那么可以直接去使用，不需要再看本文了

先定义一个假装能用来测试的串口收发规则

建立文件结构

测试需要新建两个文件，main.lua和testuart.lua

main.lua在前面的文章中，已经新建过大概不下四次了，所以这里不再举例。main.lua需要require"testuart"

testuart.lua

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module(...,package.seeall)

require"utils"
require"pm"

--串口ID,1对应uart1
--如果要修改为uart2，把UART_ID赋值为2即可
local UART_ID = 1


--保持系统处于唤醒状态，此处只是为了测试需要，所以此模块没有地方调用pm.sleep("testUart")休眠，不会进入低功耗休眠状态
--在开发“要求功耗低”的项目时，一定要想办法保证pm.wake("testUart")后，在不需要串口时调用pm.sleep("testUart")
pm.wake("testUart")

--配置并且打开串口
uart.setup(UART_ID,9600,8,uart.PAR_NONE,uart.STOP_1)

可以看到，uart文件中已经配置好了串口

发送串口信息

发送接口特别简单，只需要调用uart.write()函数即可，我们可以在设置唤醒状态代码前面加上发送函数：

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--发送串口数据
function write(s)
    log.info("testuart.write",s:toHex(),s)
    uart.write(UART_ID,s)
end

接收串口信息

为了能接收到串口消息，我们在配置并且打开串口函数的上方注册串口接收函数：

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--注册串口的数据接收函数，串口收到数据后，会以中断方式，调用read接口读取数据
uart.on(UART_ID,"receive",read)

并在发送函数上方新建接收函数：

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--接收串口数据
local function read()
    local data = ""
    --底层core中，串口收到数据时：
    --如果接收缓冲区为空，则会以中断方式通知Lua脚本收到了新数据；
    --如果接收缓冲器不为空，则不会通知Lua脚本
    --所以Lua脚本中收到中断读串口数据时，每次都要把接收缓冲区中的数据全部读出，这样才能保证底层core中的新数据中断上来，此read函数中的while语句中就保证了这一点
    while true do        
        data = uart.read(UART_ID,"*l")
        --数据不存在时停止接收数据
        if not data or string.len(data) == 0 then break end
        --打开下面的打印会耗时
        log.info("testUart.read bin",data)
        log.info("testUart.read hex",data:toHex())

        --真正的串口数据处理函数
        proc(data)
    end
end

我们可以看到，所有串口数据都交给了proc()函数进行处理，我们可以在接收函数上方新建一个proc()函数：

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--处理串口数据
local function proc(data)
    --todo
end

实现功能

模块开机第10秒后，向设备发送0x01 0x02 0x03三个字节

实现这个功能，我们只需要在文件末尾加上一个定时器即可：

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--模块开机第10秒后，向设备发送`0x01 0x02 0x03`三个字节
sys.timerStart(function()
    write(string.fromHex("010203"))
end,10000)

模块收到qwerty字符串后，回复asdfgh字符串

处理这个信息，可以去proc()函数里进行修改，将函数更改为如下形式：

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--处理串口数据
local function proc(data)
    if data == "qwerty" then
        --模块收到`qwerty`字符串后，回复`asdfgh`字符串
        write("asdfgh")
    end
end

剩下两个需求

剩下两个需求处理起来和前面一样，我们直接仿照着改就行：

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--处理串口数据
local function proc(data)
    if data == "qwerty" then
        --模块收到`qwerty`字符串后，回复`asdfgh`字符串
        write("asdfgh")
    elseif data == string.fromHex("AABBCC") then
        --模块收到`0xaa 0xbb 0xcc`三个字节后，回复`0xdd 0xee 0xff`三个字节
        write(string.fromHex("DDEEFF"))
    elseif data == "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz" then
        --模块收到`abcdefghijklmnopqrstuvwxyz`字符串后，回复`ok`字符串
        write("ok")
    end
end

测试

这个测试需要大家自己去测试了

测试结果会发现，第三条指令无法完成。为什么呢？因为串口会有截断现象。

处理串口数据截断问题

串口数据接收经常会出现的一个问题：数据被截断
这个现象很常见，你可以像普通单片机一样一个字节一个字节去解析，也可以加一个缓冲区定时清空处理

我们首先在proc()函数上方，新建一个缓冲区：

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local buf = ""

然后可以把proc()函数改造成下面这样：

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--缓存数据
local buf = ""
--处理串口数据
local function proc(data)
    data = buf..data
    log.info("testUart.read proc",data)
    local used = true--数据是否被处理？
    if data == "qwerty" then
        --模块收到`qwerty`字符串后，回复`asdfgh`字符串
        write("asdfgh")
    elseif data == string.fromHex("AABBCC") then
        --模块收到`0xaa 0xbb 0xcc`三个字节后，回复`0xdd 0xee 0xff`三个字节
        write(string.fromHex("DDEEFF"))
    elseif data == "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz" then
        --模块收到`abcdefghijklmnopqrstuvwxyz`字符串后，回复`ok`字符串
        write("ok")
    else
        --数据没匹配上任何东西，没被使用
        used = false
    end
    if not used then--数据没被使用
        if buf == "" then--如果缓冲区是空的
            sys.timerStart(function()
                buf = ""
            end,500)--500ms后清空缓冲区
        end
        buf = data--数据追加到缓存区
    else
        buf = ""
    end
end

函数中首先判断数据是否被使用，如果没被使用，就将数据追加到缓冲区，如果已被使用，缓冲区内容会被清除

完整代码

经过一系列修改，testuart.lua整体代码如下：

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module(...,package.seeall)

require"utils"
require"pm"

--串口ID,1对应uart1
--如果要修改为uart2，把UART_ID赋值为2即可
local UART_ID = 1

--缓存数据
local buf = ""
--处理串口数据
local function proc(data)
    data = buf..data
    log.info("testUart.read proc",data)
    local used = true--数据是否被处理？
    if data == "qwerty" then
        --模块收到`qwerty`字符串后，回复`asdfgh`字符串
        write("asdfgh")
    elseif data == string.fromHex("AABBCC") then
        --模块收到`0xaa 0xbb 0xcc`三个字节后，回复`0xdd 0xee 0xff`三个字节
        write(string.fromHex("DDEEFF"))
    elseif data == "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz" then
        --模块收到`abcdefghijklmnopqrstuvwxyz`字符串后，回复`ok`字符串
        write("ok")
    else
        --数据没匹配上任何东西，没被使用
        used = false
    end
    if not used then--数据没被使用
        if buf == "" then--如果缓冲区是空的
            sys.timerStart(function()
                buf = ""
            end,500)--500ms后清空缓冲区
        end
        buf = data--数据追加到缓存区
    else
        buf = ""
    end
end

--接收串口数据
local function read()
    local data = ""
    --底层core中，串口收到数据时：
    --如果接收缓冲区为空，则会以中断方式通知Lua脚本收到了新数据；
    --如果接收缓冲器不为空，则不会通知Lua脚本
    --所以Lua脚本中收到中断读串口数据时，每次都要把接收缓冲区中的数据全部读出，这样才能保证底层core中的新数据中断上来，此read函数中的while语句中就保证了这一点
    while true do
        data = uart.read(UART_ID,"*l")
        --数据不存在时停止接收数据
        if not data or string.len(data) == 0 then break end
        --打开下面的打印会耗时
        log.info("testUart.read bin",data)
        log.info("testUart.read hex",data:toHex())

        --真正的串口数据处理函数
        proc(data)
    end
end

--发送串口数据
function write(s)
    log.info("testuart.write",s:toHex(),s)
    uart.write(UART_ID,s)
end



--保持系统处于唤醒状态，此处只是为了测试需要，所以此模块没有地方调用pm.sleep("testUart")休眠，不会进入低功耗休眠状态
--在开发“要求功耗低”的项目时，一定要想办法保证pm.wake("testUart")后，在不需要串口时调用pm.sleep("testUart")
pm.wake("testUart")

--注册串口的数据接收函数，串口收到数据后，会以中断方式，调用read接口读取数据
uart.on(UART_ID,"receive",read)

--配置并且打开串口
uart.setup(UART_ID,9600,8,uart.PAR_NONE,uart.STOP_1)

--模块开机第10秒后，向设备发送`0x01 0x02 0x03`三个字节
sys.timerStart(function()
    write(string.fromHex("010203"))
end,10000)

最终测试

开机后发送第10秒后，向设备发送0x01 0x02 0x03三个字节

模块收到qwerty字符串后，回复asdfgh字符串

模块收到0xaa 0xbb 0xcc三个字节后，回复0xdd 0xee 0xff三个字节

模块收到abcdefghijklmnopqrstuvwxyz字符串后，回复ok字符串

上次更新 2021-01-28

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