NODEMCU调试心得2 - 关于LUA

关于LUA

和智能云平台相似，nodemcu就是esp12的核心板加一个USB转串口模块，芯片貌似比普通的USB转TTL模块上的靠谱，电路板上用了比较贵的钽电容，稳定性估计不错。

虽然号称是LUA专用平台，但是你刷好固件，用其它的SDK开发一点问题都没有。但是，LUA确实有它的优势。下面就简单介绍一下。

什么是LUA

• LUA是一群巴西人在93年设计出来的。lua在葡萄牙语中是月亮的意思，发音就很像LUNA，我理解应该是替月行道的意思。
• Lua是很轻量的脚本语言，只有1M。
• 用C语言编写，和C++,C可以相互调用。
• 没有自己的库函数，因为都用别人现成的。
• 稳定性，速度，功能都不错。很多大型程序用来做嵌入式脚本，比如魔兽世界，伯德之门，和。。。三国杀
• 当然最重要的是免费。

如果想了解lua的更多，可以

• 进入官方网站,这里有你想知道的一切。
• 官方推荐的教程和参考手册,免费
• 还有更多资料

本人并不打算介绍具体语法，因为我也不懂，我们先编程再说。

Step1

• 首先，我们从停止运行的中文官网上搞一段代码，就是左上角的那段，先把路由器给连上。

  print(wifi.sta.getip())
  --nil
  wifi.setmode(wifi.STATION)
  wifi.sta.config("SSID","password")
  wifi.sta.connect()
  tmr.alarm(1, 1000, 1, function()
       if wifi.sta.getip() == nil then
           print("Connecting...")
       else
           tmr.stop(1)
           print("Connected, IP is "..wifi.sta.getip())
       end
  end)
  

• SSID和password要填自己路由器的名称和密码。下面逐段解释：

• wifi.sta.getip()是在station模式下获取IP地址。
• --是注释符号，nil是零的意思，在没有连接路由时，返回的IP地址是空的。
• wifi.setmode(wifi.STATION)很好理解，一共有三种模式，这里设置成station模式，可以连接路由器，其他两种是AP和AP+station
• wifi.sta.config("SSID","password"),就是设置路由器的密码和账号。
• 然后连接wifi.sta.connect()
• tmr.alarm()是一个定时器函数，一共有四个变量,分别是：
  
  • ID,选择片上定时器的ID，一共有7个0~6，这里选择了1
  • interval 定时时间(ms)，这里选择了1000,就是1s
  • repeat 重复闹钟次数，这里选择1，在一次循环中只执行一次。
  • function do 到事件后执行的函数，就是后面的if...else...语句
• if...then如果获得的IP还是空的，说明还在连接中
• else 如果返回值不为空,说明连上了
• tmr.stop(1),停止定时器1，
• 然后print()打印IP地址wifi.sta.getip(),..是字符串的连接符，把两个字符串连成一体。
• 结束if语句
• 结束function

Step2

• 打开ESPlor，在右侧窗口，点刷新（在open和速率选择之间），选9600，open
• 右侧串口窗口会显示一堆无法接受正确信息之类，不用搭理。
  Can’t autodetect firmware, because proper answer not received (may be unknown firmware).
  Please, reset module or continue.
• 把step1中的代码,复制到右侧窗口，然后save，保存一个文件名connect.lua

• 代码编译自动上传，右侧串口窗口显示如下信息，表示连接上了。

  dofile(“connect.lua”);
  nil
  Connecting…
  Connecting…
  Connecting…
  Connecting…
  Connected, IP is 192.168.1.3

• 注意不要忘记把ssid和passward改成自己路由器的。

wifi连上了，我们可以在电脑和nodemcu之间互发消息，

• 可以参考ESP8266新手入门调试指导(补全)(然而并没有链接，大家网上搜一下)，
• 需要使用USR-TCP232-Test(依然没有链接)
• 收发方式有TCP server和TCP client两种，这里只介绍一种，另一种请参考ESP8266新手入门调试指导(补全)

Step3

• 首先整理一下思路，用过AT指令的朋友们知道，在station模式下，建立TCP连接的步骤是：

  Server模式，AT+CIPMUX=1开启多链接模式；AT+CIPSERVER=1,8080创建服务器；打开USR-TCP232-Test.exe设置为客户端并连接；AT+CIPSTO=2880设置服务器超时时间；AT+CIPSTATUS查看当前连接确保连接上。AT+CIPSEND=0,10向客户端发送数据，长度为10

• Lua和AT指令都是在esp8266的原生API的基础上进行封装，所以步骤大同小异，打开官方lua固件里的nodemcu-firmware-master\lua_examples\tcp2uart.lua,把超时和端口改成2880和8080

  uart.setup(0,9600,8,0,1,0)
    sv=net.createServer(net.TCP, 2880)
    global_c = nil
    sv:listen(8080, function(c)
      if global_c~=nil then
          global_c:close()
      end
      global_c=c
      c:on("receive",function(sck,pl) uart.write(0,pl) end)
    end)
  
  uart.on("data",4, function(data)
      if global_c~=nil then
          global_c:send(data)
      end
  end, 0)
  

• tcp2uart.lua也是一个server服务器，通过uart输入数据发送客户端，和AT指令是很相似的，逐段解释程序：

  uart.setup()设置串口端口，变量的含义分别是：只支持一个串口(0)，波特率(9600)，奇偶校验（无），停止位(1)，回显（0,关闭）

  net.createServer()建立服务器，类型可以选择net.TCP或net.UDP,超时设置为60ms

  global_c = nil是一个net.socket类型变量，赋值为空nil,用来监听客户端

  sv:listen()的listen是net.server子模块下的监听函数，（AT指令自动执行监听，不用设置），9999是端口号，function()是连接成功后的回调函数，c是回调参数,代表客户端口

  • if...end 如果全局变量gloabal_c不为空，则关闭close端口gloabal_c

  • global_c=c把回调参数c赋值给全局变量gloabal_c

  • on(event,function())是net.socket子模块下的函数，返回值是nil（也是c的）,如果envet事件发生，执行回调函数function()。

  • 这里event是recieve,接收信息,function的第一个变量sck是socket的意思，就是服务器连接的客户端，p1是从客户端接收到字符串。

  • uart.write()是function()的内容,0只支持一个串口，把接收到的p1字符串写入串口

  • end结束function(sck,p1)

  • end结束listen()中的function(c)

  uart.on()设置UART事件的回调函数，第一个变量method只支持data,表示收到数据,4设置传输字符的长度，当收到第4个字符串，就回调函数。

  • function()就是回调函数，if...then...是函数内容
  • 如果gloabal_c不为空，就向客户端发送send数据data,也就是uart接收到的长度为4的字符串。
  • 两个end分别结束if和function(data)

  几点说明

  代码的功能分四块，

  • 第一块net.createServer()设置服务器
  • 第二块listen()实现监听，如果已连接上，监听成功，用if...then把gloabal_c清零，然后把USR-TCP232-Test客户端nec.socket类型的c赋给gloabal_c
  • 第三块on()实现从USR-TCP232-Test客户端接收数据，建立在监听成功的基础上
  • 第四块uart.on()实现向USR-TCP232-Test客户端发送数据,只有监听成功，gloabal_c被赋值后，才能向USR-TCP232-Test客户端发送数据

  关于net.socket子模块

  • gloabal_c和c都是nec.socket类性子模块，代表USR-TCP232-Test客户端的连接，
  • nec.sockt（step2中保存的connect.lua文件）块包含on,clos，保存并运行e,send等方法，gloabal_c和c`都有调用
  • sv是由net.createServer()创建的net.server服务器连接模块，包含listen,close,send等方法，使用上与 nec.socket模块类似。
  • nec.socket类型可以通过net.createConnection()创建，如果用nodemcu作为客户端，使用该命令。

step4

• 在ESPlore左侧窗口中，将step3中的代码复制到step1中的代码之下（step2中保存的connect.lua文件），保存并上传运行
• 右侧串口窗口显示连接成功，给出nodemcu的IP地址
• 打开USR-TCP232-Test.exe,右侧窗口选择client，服务器地址输入nodemcu的IP地址,端口输入8080,点击连接
• 通过ESPlore的串口界面可以和USR-TCP232-Test互发信息，USR-TCP232-Test接收到的貌似是ASCII码

写到这里，这一部分快结束了，如果你想尝试用nodemcu作为TCP client，可以参考：

• ESP8266新手入门调试指导(补全)
• nodemcu 的API说明，中文API说明 和 英文API说明 以及官方lua固件文件夹下的\nodemcu-firmware-master\docs\en，打开这些.md文件你可能需要github出品的atom，非常好用的编辑器。中文说明有些错误，以.md文件为准
• 官方lua固件文件夹里还有nodemcu的各个模块的示例nodemcu-firmware-master\lua_modules和nodemcu-firmware-master\lua_examples

关于LUA语言

• 从lua的文风看，已经比较接近自然语言的感觉，这一点和python有点像，但是后者有成堆的库文件。语法结构比较简洁。
• LUA是异步事件驱动，语言风格和现在很火的Node.js非常接近。比如本文代码中的PIlisten(),on()等API，回调函数嵌入到API中，一旦’event’事件发生就给予执行。对于有大量并发型事件的网络应用，执行效率应会提高不少。

下一篇准备写写各种网络协议：http,udp,telnet等。