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本系统的程序流程如图2所示。其中，串口通信芯片采用T1公司的带64字节FIFO的4通道可编程UART芯片TL16C754B来实现。它的4个通道可分别独立编程，在3．3 V的操作电压下，数据传输速率可高达2 Mbps，适合多种UART通信环境中的应用。基于装置的应用环境，本文采用RS485的问答机制并结合查询方式来对该串口通信方案进行设计。在方案实现中，装置将每隔一定时间通过串口芯片发送一次查询报文，当查询到外围没备发送的正确响应报文后，再进行相关业务处理。

3 功能实现
在嵌入式应用领域，串口通信的应用比较成熟，因此，本文将着重介绍Lua是如何服务于这一应用的。从图2可以看出，Lua的使用主要体现在如下几个方面：
◆Lua与C交互环境的建立；
◆提取脚本中的串口配置数据；
◆调用Lua函数设置发送缓冲区；
◆通过Lua函数处理接收缓冲区数据。
3．1 Lua与C交互环境的建立
要建立交互环境，首先要启动Lua脚本引擎，并创建虚拟机。其机制虽然相对复杂，但对应用来说却比较简单，通过“L=lua_opcn(NUL L)；”即可实现。其中，L是一个指向结构类型为lua_State的指针变量，该结构将负责对Lua的运行状态进行维护。
为了实现Lua脚本函数对系统程序中串口发送和接收缓存区的数据进行访问，定义了几个C函数供脚本调用，即用于设置串口发送缓冲区的函数set_tx_buf、读取串口接收缓冲区的函数get_rx_buf，以及在Lua脚本中判断串口数据交互正常时调用的结果处理函数uart_ok_del。
在Lua脚本中，要成功调用以上函数，必须将其加载到Lua虚拟机中去，本文采用Lua提供的一种注册C函数库的方法来实现。具体加载过程如下：
①按以下格式定义调用函数：
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声明一个结构数组，每个数组元素分别为C函数在Lua脚本中的渊用名字及对应的C函数，即以“namefunction”对的形式出现，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调用以下函数对C函数库进行注册：
luaL register(L．“ied”，uartLib)；
其中，参数L即为创建虚拟机时的函数返回值(以下同)，字符串“ied”为注册到虚拟机中的库名称。第3个参数uartLib即为前面声明的结构数组，对应需要注册的库函数表。
通过以上步骤，即可完成Lua脚本中需要调用的3个C函数的注册过程，从而就可以在Lua脚本中通过“库名称，库函数”的形式来对其进行调用，如“ied．set_tx_buf(函数参数)”。
脚本文件本身的加载则相对简单，只需通过如下函数调用即可：
luaL_dofile(L，“uart script．lua”)；
其中，参数L和以上的函数调用相同，第2个参数则为脚本文件在Flash中的具体存储路径。
至此，就成功建立了一个Lua与C的交互环境。
3．2 提取脚本中的串口配置数据
要正确地进行Lua和C的交互过程，首先必须对Lua和C交互时所采用虚拟栈的作用和操作有比较深入的了解。在Lua和C的交互中，它们彼此之间函数参数以及返回值都将由该栈来负责传递。Lua和C在栈的操作方式上稍有不同，在Lua中采用严格的LIFO方式，而C则还可以通过索引的方式进行。以3个参数为例，参数1首先入栈，参数2、3随后顺次入栈，Lua虚拟栈存储结构及索引对应关系如图3所示。

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关键词： UART 通信 方案设计 嵌入式 语言 Lua 脚本 基于