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24_7_12_C语言入门_SCPI库API介绍

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AI 生成的摘要
背景故事中提到，作者在大学期间学习不够，毕业时几乎没有技能，但通过使用SCPI协议解析库得到了帮助。SCPI是一种字符串解析协议，作者在工作初期花了两周时间掌握这个库，逐渐熟悉了C语言。这个库的特点是简单易用，功能强大且稳定，适合初学者学习。 库的结构包括两个主要文件夹：examples（示例）和libscpi（库源码）。在examples中，重点查看common和test-parser文件夹，以学习库的API用法和基本功能。使用流程简单，主要通过SCPI_Init()和SCPI_Input()函数进行对象绑定和指令输入。 此外，文中介绍了一些库的API，包括指令参数处理和回传API，提供了多种数据类型的处理函数，帮助用户在SCPI协议中进行有效的数据解析和返回。

背景故事#

上大学一直在划水，刚毕业时几乎啥也不会，是大佬的这个库拯救了我。

SCPI 是一种字符串解析协议。刚工作时，点完灯开完串口，就让我实现 SCPI 协议。那时还很菜，花了两周时间才把这个协议库开起来。

这个库中的内容真的特别丰富，也没有很动态的指针，基本上都是绑定性质的 "静态" 指针，哪怕 C 语言不怎么样的我也可以慢慢看得懂。

在慢慢使用大约两个月后，其中的大部分内容都浏览过，C 语言也正式入门了，

而且后续的应届生，我也是让他们先看这个库。

源码地址在这里

j123b567/scpi-parser: Open Source SCPI device library (github.com)

这个代码库的优势#

[!NOTE]

  1. 这是一个纯粹的协议解析库，与硬件并非强关联，需要关注的 port 也仅仅是数据流入和数据流出。非常迅速就可以使用起来(哪怕是 CodeBlocks 或 DEV-C++ 这样的学习环境)。
  2. 这是一个能胜任业务功能的库，SCPI 协议解析所需的所有功能或机制它都可以胜任，学习后的应用场景非常广，不会白白学习。
  3. 这是一个稳健的库，我目前还没有在这个库中发现致命 bug。举个反例，最近期望移植和修改的 freemodbus 库，其中就存在致命 bug 以及大大小小的设计缺陷。
  4. 这是一个相对简单的库，比起 rtos 内核、网络库、文件系统库等等，这个库几乎可以称得上非常易懂了，只要花时间，就能从其中学到 面向对象、宏翻译、宏条件编译、回调绑定、字符处理 等等 C 语言的常用语法及设计。

应该看什么#

由于是要写给 C 语言入门级选手的，哪怕这个库的结构如此简单，也依然需要介绍一下。整个库只有两个文件夹如下

  • examples 其中是一些示例，也是我们期望将库用起来首先要看的。

  • libscpi 其中就是所有的库源码。在这个文件夹下有test文件夹，是带有 main 入口的单元测试，实际工程中不必引入libscpi/test文件夹的源码。

    image-20241205131859389

在examples 中建议重点查看如下两个文件夹

examples/common 下是例程所支持的指令表，以及对应指令的回调，其中可以学习一些库 API 的用法

examples/test-parser 下是最简单例程的 main 入口，以及如 SCPI_Write ()、SCPI_Error () 等接口函数的定义，还有少量指令的回调，在指令表中都可以找到绑定。

image-20241205132043166

大致使用流程如下

  1. 使用 SCPI_Init() 函数绑定对象、设备 ID、各种 port 函数
  2. 使用 SCPI_Input() 函数输入一条所支持的完整指令，库自动触发指令回调，自动使用 port 函数发送信息

优秀的库，使用就是如此简单。

一些库 API 介绍#

在官方文档中实际上也有 API 介绍 ，但是几乎没有有效信息，毕竟官方也只有一个人，可参考。

About · SCPI parser (jaybee.cz)

Scpi-Def.c 中声明了整个 SCPI 处理过程中用到的接口参数 scpi interface

指令参数处理 API#

scpi_bool_t SCPI_ParamErrorOccurred(scpi_t* context);
用于处理函数中，检测处理函数时是否产生错误，若存在错误则应立即停止处理函数。


scpi_bool_t SCPI_ParamInt32(
    scpi_t* context,
    int32_t* value,
 scpi_bool_t mandatory);
从 context 取出32位有符号参数，赋值给 value，若 mandatory 为 ture 且没有参数，则生成-109错误(无参数错
误)；若 mandatory 为 false(通常不使用)，则参数应为表达式字符串，否则产生-151错误(无效字符串错误)

scpi_bool_t SCPI_ParamInt64(
    scpi_t* context,
    int64_t* value,
 scpi_bool_t mandatory);
同上述取32位有符号参数逻辑，取出64位有符号参数


与上述两个函数相同逻辑的还有如下 API 函数


SCPI_ParamUInt32() 取无符号32位数据
SCPI_ParamUInt64()取无符号64位数据
SCPI_ParamDouble()取 double 类型数据
SCPI_ParamFloat()取 float 类型数据
SCPI_ParamBool()取 bool 类型数据


SCPI_ParamChoice(
 scpi_t * context,
 const scpi_choice_def_t * options,
 int32_t * value,
 scpi_bool_t mandatory)
取选项列表中的值 *options 为提取数据的参数 选项的索引赋值给 Value

SCPI_ParamCopyText(
 scpi_t * context,
 char * buffer,
 size_t buffer_len,
 size_t * copy_len,
 scpi_bool_t mandatory)
 提取数据赋给 buffer

SCPI_ParamCharacters(
 scpi_t * context,
 const char ** value,
 size_t * len,
 scpi_bool_t mandatory)
 提取字符参数 给 value，len 为提取成功的字符长度

SCPI_ParamArbitraryBlock(
 scpi_t * context,
 const char ** value,
 size_t * len,
 scpi_bool_t mandatory)
 获取任意块程序数据 给 value，len 为提取成功的字符

SCPI_ParamNumber(
   scpi_t * context,
   const scpi_choice_def_t * special,
   scpi_number_t * value,
 scpi_bool_t mandatory)
将下一个参数解析为数字 or 带单位数字 or 特定规则的数字赋值给 value。若需按特定规则解析——special 标识了
解析规则：MINimum、MAXimum、DEFaylt、
UP、DOWN 等，详查 scpi_choice_numbers_def[]定义

产生回传 API#

经结果生成处理 API，产生的回传参数会存入接口参数 scpi interface 中，并最终均会调用 SCPI_Write () 函

数，目前该函数为：将回传参数经 uart4 口发出

size_t
SCPI_ResultArbitraryBlock(
   scpi_t * context,
   const char * data,
  size_t len)
将任意块数据加上(#1+字节数据长度)头——更换头查找 SCPI_ResultArbitraryBlockHeader()函数定义，加
上\r\n 尾，调用 SCPI_Write()函数发出

该函数实际上调用下列两个函数

size_t
SCPI_ResultArbitraryBlockHeader(
   scpi_t * context,
 size_t len)
运算数据块应添加的头并发送
size_t
SCPI_ResultArbitraryBlockData(
   scpi_t * context,
   const char * data,
 size_t len)
带错误检测的数据块发送函数，若 context 的 arbitrary_reminding 参数小于指定长度 len，
则产生一个系统错误 SCPI_ERROR_SYSTEM_ERROR

size_t
SCPI_ResultText(
 scpi_t * context,
 const char * data)
查找带有 “的数据，将带有 “ 的字符串写入结果(没什么用的 API)，可能是一个 FUNC

size_t
SCPI_ResultBool(
 scpi_t * context
 scpi_bool_t val)
将 bool 值写入结果

size_t
SCPI_ResultCharacters(
 scpi_t * context,
 const char * data,
 size_t len)
将原始字符串结果写入输出，先发出一个回传分割符“,”，后将字符串发出

size_t
SCPI_ResultMnemonic(
 scpi_t * context,
 const char * data)
与 SCPI_ResultCharacters()字符串发送函数等价，但本函数 len 为 sizeof

size_t
SCPI_ResultArbitraryBlock(
   scpi_t * context,
   const char * data,
  size_t len)
将任意块数据加上(#1+字节数据长度)头——更换头查找 SCPI_ResultArbitraryBlockHeader()函数定义，加
上\r\n 尾，调用 SCPI_Write()函数发出

该函数实际上调用下列两个函数

size_t
SCPI_ResultArbitraryBlockHeader(
   scpi_t * context,
 size_t len)
运算数据块应添加的头并发送
size_t
SCPI_ResultArbitraryBlockData(
   scpi_t * context,
   const char * data,
 size_t len)
带错误检测的数据块发送函数，若 context 的 arbitrary_reminding 参数小于指定长度 len，
则产生一个系统错误 SCPI_ERROR_SYSTEM_ERROR

size_t
SCPI_ResultText(
 scpi_t * context,
 const char * data)
查找带有 “的数据，将带有 “ 的字符串写入结果(没什么用的 API)，可能是一个 FUNC

size_t
SCPI_ResultBool(
 scpi_t * context
 scpi_bool_t val)
将 bool 值写入结果

size_t
SCPI_ResultCharacters(
 scpi_t * context,
 const char * data,
 size_t len)
将原始字符串结果写入输出，先发出一个回传分割符“,”，后将字符串发出

size_t
SCPI_ResultMnemonic(
 scpi_t * context,
 const char * data)
与 SCPI_ResultCharacters()字符串发送函数等价，但本函数 len 为 sizeof

以下写入结果的 API 若无 Base 传参则均以十进制转换为字符串

size_t
SCPI_ResultDouble(
 scpi_t * context,
 double val)
将一个双精度值写入结果，先发出一个结果分割符“,”，后将值发出

与上述函数相同逻辑的还有如下 API 函数
SCPI_ResultFloat(scpi_t * context,float val)写入 float 值
SCPI_ResultInt16(scpi_t * context,int16_t val)写入有符号16位值
SCPI_ResultInt32(scpi_t * context,int32_t val) 
SCPI_ResultInt64(scpi_t * context,int64_t val) 
SCPI_ResultInt8(scpi_t * context,int8_t val) 
SCPI_ResultUInt16(scpi_t * context,uint16_t val) 写入无符号16位值
SCPI_ResultUInt32(scpi_t * context,uint32_t val)
SCPI_ResultUInt64(scpi_t * context,uint64_t val)
SCPI_ResultUInt8(scpi_t * context,uint8_t val) 
SCPI_ResultUInt16Base(scpi_t * context,uint16_t val,int8_t base) 将无符号 16 位值转换为 Base 进制，并转换为字符串写入结果
SCPI_ResultUInt32Base(scpi_t * context,uint32_t val,int8_t base) 
SCPI_ResultUInt64Base(scpi_t * context,uint64_t val,int8_t base) 
SCPI_ResultUInt8Base(scpi_t * context,uint8_t val,int8_t base)

以数组形式产生回传 API#

与上一部分产生回传的 API 类似，本部分 API 产生数组存入接口参数 scpi interface 的结果存储中，并触发 SCPI_Write () 函数

size_t 
SCPI_ResultArrayDouble(
    scpi_t * context,
    const double * array,
    size_t count,
    scpi_array_format_t format);
将 array 指向的 count 个 double 元素 转换为数组 format 选择系统大小端

SCPI_ResultArrayFloat(scpi_t * context,const Float * array,
size_t count,scpi_array_format_t format);
SCPI_ResultArrayInt16(scpi_t * context,const int16_t * array,
size_t count,scpi_array_format_t format);
SCPI_ResultArrayInt32(scpi_t * context,const int32_t * array,
size_t count,scpi_array_format_t format);
SCPI_ResultArrayUInt64(scpi_t * context,const uint64_t * array,
size_t count,scpi_array_format_t format);
SCPI_ResultArrayUInt8(scpi_t * context,const uint8_t * array,
size_t count,scpi_array_format_t format);

数据转字符串的 API#

默认不对接口参数的回传值进行操作

size_t
SCPI_DoubleToStr(
    double val,
    char * str,
    size_t len)
将双精度值转换为字符串，向 str 指向的地址赋值，len 为允许的最长缓存区字节长度

SCPI_FloatToStr(float val,char * str,size_t len)
SCPI_Int32ToStr(int32_t val,char * str,size_t len)
SCPI_Int64ToStr(int64_t val,char * str,size_t len)
SCPI_UInt32ToStrBase(uint32_t val,char * str,size_t len,int8_t base)转化后的字符串为 base 进制
SCPI_UInt64ToStrBase(uint64_t val,char * str,size_t len,int8_t base)

size_t
SCPI_NumberToStr(
    scpi_t * context,
    const scpi_choice_def_t * special,
    scpi_number_t * value,
    char * str,
    size_t len)
将特殊规则下的数字转换为带有单位的字符串，与 SCPI_ParamNumber 是一对反函数

拓展的参数处理 API#

scpi_bool_t
SCPI_ChoiceToName(
    const scpi_choice_def_t * options,
    int32_t tag,
        const char ** text)
options 是一个{字符串，int_t 数据}的表结构，该函数会根据 tag 数据查表并将对应的字符串的地址赋值给 text 指向的地址

scpi_bool_t
SCPI_ParamIsNumber(
    scpi_parameter_t * parameter,
    scpi_bool_t suffixAllowed)
检查参数是否为数字类型，通常使用 SCPI_Parameter(context, &param, mandatory)取参数后使用

scpi_bool_t
SCPI_ParamIsValid(
    scpi_parameter_t * parameter)
此函数检查赋值函数时是否有出错

scpi_bool_t
SCPI_ParamToChoice(
    scpi_t * context,
    scpi_parameter_t * parameter,
    const scpi_choice_def_t * options,
    int32_t * value)
options 是一个{字符串，int_t 数据}的表结构，该函数根据 contexet 中的参数查表，
并将参数转换为字符串，通常使用 SCPI_Parameter(context, &param, mandatory)取参数后使用

scpi_bool_t
SCPI_ParamToDouble(
    scpi_t* context,
    scpi_parameter_t* parameter,
    double* value)
将参数转换为 double 值，通常使用 SCPI_Parameter(context, &param, mandatory)取参数后使用


与上述函数有相似逻辑的还有如下函数
SCPI_ParamToFloat(scpi_t* context,scpi_parameter_t* parameter,float* value);
SCPI_ParamToInt32(scpi_t* context,scpi_parameter_t* parameter,int32_t* value);
SCPI_ParamToInt64(scpi_t* context,scpi_parameter_t* parameter,int64_t* value);
SCPI_ParamToUInt32(scpi_t* context,scpi_parameter_t* parameter,uint32_t* value);
SCPI_ParamToUInt64(scpi_t* context,scpi_parameter_t* parameter,uint64_t* value);


scpi_bool_t
SCPI_Parameter(
    scpi_t* context,
    scpi_parameter_t* parameter,
    scpi_bool_t mandatory)
从命令行取一个参数并赋值给 parameter，parameter 中还会存入数据长度、数据类型。

命令处理 API#

int32_t
SCPI_CmdTag(
    scpi_t* context)
返回检测到的命令标记；看不懂，待测试

scpi_bool_t
SCPI_CommandNumbers(
    scpi_t* context,
    int32_t* numbers,
        size_t len)
在命令列表中，指定允许数字的位置，在处理函数中，可以将这些位置的数字填充给 numbers，len 为数组长度例如{.pattern = "TEST#:NUMbers#", .callback = TEST_Numbers,},
若收到 TEST3:NUMbers2，则可使用 SCPI_CommandNumbers(context,&data[0],2),则 data[0]赋值为3，data[1]赋值为2
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