esp32 开关量输入 esp32控制灯

转载

mob64ca1405d568 2024-08-16 17:16:59

文章标签 esp32 开关量输入 c语言嵌入式硬件单片机补全 文章分类 架构后端开发

ESP32 ESP-IDF console 组件

它包含了开发基于串口的交互式控制终端所需要的所有模块，主要支持以下功能：

行编辑，由 linenoise 库具体实现，它支持处理退格键和方向键，支持回看命令的历史记录，支持命令的自动补全和参数提示。

将命令行拆分为参数列表。

参数解析，由 argtable3 库具体实现，该库提供解析 GNU 样式的命令行参数的 API。

用于注册和调度命令的函数。

帮助创建 REPL (Read-Evaluate-Print-Loop) 环境的函数。

配置

Linenoise 库不需要显式地初始化，但是在调用行编辑函数之前，可能需要对某些配置的默认值稍作修改。

linenoiseClearScreen()

使用转义字符清除终端屏幕，并将光标定位在左上角。

linenoiseSetMultiLine()

在单行和多行编辑模式之间进行切换。单行模式下，如果命令的长度超过终端的宽度，会在行内滚动命令文本以显示文本的结尾，在这种情况下，文本的开头部分会被隐藏。单行模式在每次按下按键时发送给屏幕刷新的数据比较少，与多行模式相比更不容易发生故障。另一方面，在单行模式下编辑命令和复制命令将变得更加困难。默认情况下开启的是单行模式。

linenoiseAllowEmpty()

设置 linenoise 库收到空行的解析行为，设置为 true 时返回长度为零的字符串 ("") ，设置为 false 时返回 NULL。默认情况下，将返回长度为零的字符串。

linenoiseSetMaxLineLen()

设置 linenoise 库中每行的最大长度，默认长度为 4096 字节，可以通过更新该默认值来优化 RAM 内存的使用。

主循环

linenoise()

在大多数情况下，控制台应用程序都会具有相同的工作形式——在某个循环中不断读取输入的内容，然后解析再处理。 linenoise() 是专门用来获取用户按键输入的函数，当回车键被按下后会便返回完整的一行内容。因此可以用它来完成前面循环中的“读取”任务。

linenoiseFree()

必须调用此函数才能释放从 linenoise() 函数获取的命令行缓冲区。

提示和补全

linenoiseSetCompletionCallback()

当用户按下制表键时， linenoise 会调用补全回调函数，该回调函数会检查当前已经输入的内容，然后调用 linenoiseAddCompletion() 函数来提供所有可能的补全后的命令列表。启用补全功能，需要事先调用 linenoiseSetCompletionCallback() 函数来注册补全回调函数。

console 组件提供了一个现成的函数来为注册的命令提供补全功能 esp_console_get_completion()。

linenoiseAddCompletion()

补全回调函数会通过调用此函数来通知 linenoise 库当前键入命令所有可能的补全结果。

linenoiseSetHintsCallback()

每当用户的输入改变时， linenoise 就会调用此回调函数，检查到目前为止输入的命令行内容，然后提供带有提示信息的字符串（例如命令参数列表），然后会在同一行上用不同的颜色显示出该文本。

linenoiseSetFreeHintsCallback()

如果提示回调函数返回的提示字符串是动态分配的或者需要以其它方式回收，就需要使用 linenoiseSetFreeHintsCallback() 注册具体的清理函数。

历史记录

linenoiseHistorySetMaxLen()

该函数设置要保留在内存中的最近输入的命令的数量。用户通过使用向上/向下箭头来导航历史记录。

linenoiseHistoryAdd()

Linenoise 不会自动向历史记录中添加命令，应用程序需要调用此函数来将命令字符串添加到历史记录中。

linenoiseHistorySave()

该函数将命令的历史记录从 RAM 中保存为文本文件，例如保存到 SD 卡或者 Flash 的文件系统中。

linenoiseHistoryLoad()

与 linenoiseHistorySave 相对应，从文件中加载历史记录。

linenoiseHistoryFree()

释放用于存储命令历史记录的内存。当使用完 linenoise 库后需要调用此函数。

将命令行拆分成参数列表

console 组件提供 esp_console_split_argv() 函数来将命令行字符串拆分为参数列表。该函数会返回参数的数量（argc）和一个指针数组，该指针数组可以作为 argv 参数传递给任何接受 argc，argv 格式参数的函数。

根据以下规则来将命令行拆分成参数列表：

参数由空格分隔

如果参数本身需要使用空格，可以使用 \ （反斜杠）对它们进行转义

其它能被识别的转义字符有 \\ （显示反斜杠本身）和 \" （显示双引号）

可以使用双引号来引用参数，引号只可能出现在参数的开头和结尾。参数中的引号必须如上所述进行转义。参数周围的引号会被 esp_console_split_argv() 函数删除

示例：

abc def 1 20 .3 ⟶ [ abc, def, 1, 20, .3 ]

abc "123 456" def ⟶ [ abc, 123 456, def ]

`a\ b\\c\" ⟶ [ a b\c" ]

参数解析

对于参数解析，console 组件使用 argtable3 库。

下面列出argtable3 库使用说明。

命令的注册与调度

console 组件包含了一些工具函数，用来注册命令，将用户输入的命令和已经注册的命令进行匹配，使用命令行输入的参数调用命令。

应用程序首先调用 esp_console_init() 来初始化命令注册模块，然后调用 esp_console_cmd_register() 函数注册命令处理程序。

对于每个命令，应用程序需要提供以下信息（需要以 esp_console_cmd_t 结构体的形式给出）：

命令名字（不含空格的字符串）

帮助文档，解释该命令的用途

可选的提示文本，列出命令的参数。如果应用程序使用 Argtable3 库来解析参数，则可以通过提供指向 argtable 参数定义结构体的指针来自动生成提示文本

命令处理函数

命令注册模块还提供了其它函数：

esp_console_run()

该函数接受命令行字符串，使用 esp_console_split_argv() 函数将其拆分为 argc/argv 形式的参数列表，在已经注册的组件列表中查找命令，如果找到，则执行其对应的处理程序。

esp_console_register_help_command()

将 help 命令添加到已注册命令列表中，此命令将会以列表的方式打印所有注册的命令及其参数和帮助文本。

esp_console_get_completion()

与 linenoise 库中的 linenoiseSetCompletionCallback() 一同使用的回调函数，根据已经注册的命令列表为 linenoise 提供补全功能。

esp_console_get_hint()

与 linenoise 库中 linenoiseSetHintsCallback() 一同使用的回调函数，为 linenoise 提供已经注册的命令的参数提示功能。

初始化 REPL 环境

除了上述的各种函数，console 组件还提供了一些 API 来帮助创建一个基本的 REPL 环境。

在一个典型的 console 应用中，你只需要调用 esp_console_new_repl_uart()，它会为你初始化好构建在 UART 基础上的 REPL 环境，其中包括安装 UART 驱动，基本的 console 配置，创建一个新的线程来执行 REPL 任务，注册一些基本的命令（比如 help 命令）。

之后你可以使用 esp_console_cmd_register() 来注册其它命令。REPL 环境在初始化后需要再调用 esp_console_start_repl() 函数才能开始运行。

构建一个使用例子

以上来自ESP32开发文档，详细描述了组件功能和一些API。

如果第一次使用此功能，虽然都知道每个API和一些知识，但却始终无法搭好使用范例，一些API不清楚来龙去脉，参数不知如何是好等。此时只需要弄清参数解析argtable3 库和行编辑linenoise 库就不怕不会了。

参数解析argtable3 库和行编辑linenoise 库的使用方法后面再介绍。先分析一下ESP32怎样将这个库组合在一起的。

argtable3库的调用入口

乐鑫将argtable3库的入口作了一次封装，并定义了esp_console_cmd_t这个结构体，通过调用esp_console_cmd_t 中的.func 回调中调用argtable3 中的arg_parse()进行命令解析。

typedef struct {
    /**
     * Command name. Must not be NULL, must not contain spaces.
     * The pointer must be valid until the call to esp_console_deinit.
     */
    const char *command;
    /**
     * Help text for the command, shown by help command.
     * If set, the pointer must be valid until the call to esp_console_deinit.
     * If not set, the command will not be listed in 'help' output.
     */
    const char *help;
    /**
     * Hint text, usually lists possible arguments.
     * If set to NULL, and 'argtable' field is non-NULL, hint will be generated
     * automatically
     */
    const char *hint;
    /**
     * Pointer to a function which implements the command.
     */
    esp_console_cmd_func_t func;
    /**
     * Array or structure of pointers to arg_xxx structures, may be NULL.
     * Used to generate hint text if 'hint' is set to NULL.
     * Array/structure which this field points to must end with an arg_end.
     * Only used for the duration of esp_console_cmd_register call.
     */
    void *argtable;
} esp_console_cmd_t;

因为argtable3对不周命令的解析都是通过arg_parse()返回值进行判断区分的，而ESP32却是通过esp_console_run进行命令匹配的。而这部分在示例代码有给出如下：

/* Main loop */
    while(true) {
        /* Get a line using linenoise.
         * The line is returned when ENTER is pressed.
         */
        char* line = linenoise(prompt);
        if (line == NULL) { /* Break on EOF or error */
            break;
        }
        /* Add the command to the history if not empty*/
        if (strlen(line) > 0) {
            linenoiseHistoryAdd(line);
#if CONFIG_STORE_HISTORY
            /* Save command history to filesystem */
            linenoiseHistorySave(HISTORY_PATH);
#endif
        }

        /* Try to run the command */
        int ret;
        esp_err_t err = esp_console_run(line, &ret);
        if (err == ESP_ERR_NOT_FOUND) {
            printf("Unrecognized command\n");
        } else if (err == ESP_ERR_INVALID_ARG) {
            // command was empty
        } else if (err == ESP_OK && ret != ESP_OK) {
            printf("Command returned non-zero error code: 0x%x (%s)\n", ret, esp_err_to_name(ret));
        } else if (err != ESP_OK) {
            printf("Internal error: %s\n", esp_err_to_name(err));
        }
        /* linenoise allocates line buffer on the heap, so need to free it */
        linenoiseFree(line);
    }

示例代码中也包含linenoise 库的使用。esp_console_run代码如下：

esp_err_t esp_console_run(const char *cmdline, int *cmd_ret)
{
    if (s_tmp_line_buf == NULL) {
        return ESP_ERR_INVALID_STATE;
    }
    char **argv = (char **) calloc(s_config.max_cmdline_args, sizeof(char *));
    if (argv == NULL) {
        return ESP_ERR_NO_MEM;
    }
    strlcpy(s_tmp_line_buf, cmdline, s_config.max_cmdline_length);

    size_t argc = esp_console_split_argv(s_tmp_line_buf, argv,
                                         s_config.max_cmdline_args);
    if (argc == 0) {
        free(argv);
        return ESP_ERR_INVALID_ARG;
    }
    const cmd_item_t *cmd = find_command_by_name(argv[0]);
    if (cmd == NULL) {
        free(argv);
        return ESP_ERR_NOT_FOUND;
    }
    *cmd_ret = (*cmd->func)(argc, argv);
    free(argv);
    return ESP_OK;
}

本文章为转载内容，我们尊重原作者对文章享有的著作权。如有内容错误或侵权问题，欢迎原作者联系我们进行内容更正或删除文章。