调试组件USMART的学习

1. 简述

USMART 是由 ALIENTEK 开发的一个灵巧的串口调试互交组件，通过它你可以通过串口
助手调用程序里面的任何函数，并执行。因此，你可以随意更改函数的输入参数（支持数字（ 10/16进制，支持负数)、字符串、函数入口地址等作为参数），单个函数最多支持 10 个输入参数，并支持函数返回值显示。

2. USMART功能简述

USMART 的功能类似 linux 的shell（ RTT的finsh 也属于此类）。它最主要的功能就是通过串口调用单片机里面的函数，并执行，可以帮助我们调试代码。对其进行简易改动，也可以设计成单片机系统的指令系统。

USMART主要功能有：

l 可以调用绝大部分用户直接编写的函数。

l 支持参数类型多（数字（包含10/16进制）、字符串、函数指针等）。

l 支持函数返回值显示。

l 支持参数及返回值格式设置。

l 支持函数执行时间计算。

3. 实现机制

USMART组件主要包括五部分：一是输入和输出接口，主要是串口进行交互和信息转存；二是信息的解析，在转存信息提炼出函数和参数，并按格式贮存；三是函数执行，即执行输入的函数；四是控制USMART运行的机制；五是单片机内的函数列表信息，作为比对使用。

USMART运行的机制实现1.何时获得信息；2.获得必要信息；3，何时按信息执行，如何转到信息执行的函数中去。

何时获取信息：使用定时扫描的方式，使用一个定时器，在定时中断时扫描缓存空间；

获得必要信息：在串口接收中，将上位机输入的信息存到缓存空间，此时得到原始信息；在定时扫描时，将缓存空间中原始信息解析成需要的具体信息；

何时按信息执行：在解析完成后，将具体信息与函数列表信息进行比对，得到需要执行的函数及参数，采用函数指针调用的方式调用相应的执行函数。

4. 数据结构

4.1 USMART控制管理数据结构

根据功能要求，要实现USMART控制管理，需要设计一个结构来控制usmart的执行。其变量包含信息应包括：

(1) 组件执行的必要函数，如组件初始化、信息解析、信息比对、函数执行等；

(2) 调试函数的名称、参数数量、参数类型；

(3) 其他辅助变量；

(4) 附加功能，如运行时间统计等。

usmart控制管理器定义的结构如下：

struct_m_usmart_dev

{

struct _m_usmart_nametab *funs; //函数名指针

void (*init)(u8); //初始化

u8 (*cmd_rec)(u8*str); //识别函数名及参数

void (*exe)(void); //执行

void (*scan)(void); //扫描

u8 fnum; //函数数量

u8 pnum; //参数数量

u8 id; //函数id

u8 sptype; //参数显示类型(非字符串参数):0,10进制;1,16进制;

u16 parmtype; //参数的类型

u8 plentbl[MAX_PARM]; //每个参数的长度暂存表

u8 parm[PARM_LEN]; //函数的参数

u8 runtimeflag; //0,不统计函数执行时间;1,统计函数执行时间,注意:此功能必须在USMART_ENTIMX_SCAN使能的时候,才有用

u32 runtime; //运行时间,单位:0.1ms,最大延时时间为定时器CNT值的2倍*0.1ms

};

其在头文件中即初始化。

//函数控制管理器初始化

//得到各个受控函数的名字

//得到函数总数量

struct_m_usmart_dev usmart_dev=

{

usmart_nametab, //指向执行函数列表。。。。

usmart_init,

usmart_cmd_rec,

usmart_exe,

usmart_scan,

sizeof(usmart_nametab)/sizeof(struct_m_usmart_nametab),//函数数量

0, //参数数量

0, //函数ID

1, //参数显示类型,0,10进制;1,16进制

0, //参数类型.bitx:,0,数字;1,字符串

0, //每个参数的长度暂存表,需要MAX_PARM个0初始化

0, //函数的参数,需要PARM_LEN个0初始化

};

4.2 执行函数列表

单片机内的作为比对函数列表信息的贮存，设计一个列表。每项包括两个要素，一是函数的指针变量，指向函数的执行；一是函数名，用来与信息进行比对。

struct_m_usmart_nametab

{

void* func; //函数指针

const u8* name; //函数名(查找串)

};

在结构数组里将需要调试的函数的两类信息。

struct_m_usmart_nametab usmart_nametab[];

数组中初始化如：

struct_m_usmart_nametab usmart_nametab[]=

{

…………….

(void*)LCD_Clear,"voidLCD_Clear(u16 Color)",

…………….

};

5.补充：

使用USMART 调用的函数，必须将文件添加到usmart_config.c：

只要把函数所在头文件添加进来，并把函数名按上图所示的方，增加即可。

最后，要在串口助手里通过usmart组件调试函数，

（1）id，该指令用于获取各个函数的入口地址；

（2）？和 help，这两个指令的功能是一样的。发送该指令后，串口将打印 usmart 使用的帮助信
息；

（3）hex 和 dec，这两个指令可以带参数，也可以不带参数。当不带参数的时候， hex 和 dec 分

别用于设置串口显示数据格式为 16 进制/10 进制。当带参数的时候， hex 和 dec 就执行进制转换，

比如输入： hex 1234，串口将打印： HEX:0X4D2，也就是将 1234 转换为 16 进制打印出来。又比如

输入： dec 0X1234，串口将打印： DEC:4660，就是将 0X1234 转换为 10 进制打印出来。

（4）list，该命令用于打印所有 usmart 可调用函数。

（5）runtime 指令，用于函数执行时间统计功能的开启和关闭，发送： runtime 1，可以开启函数
执行时间统计功能；发送： runtime 0，可以关闭函数执行时间统计功能。函数执行时间统计功
能，默认是关闭的。

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