弱性能穿戴设备App化之Lua For STM32

发布时间：2020-12-14 22:12:31 所属栏目：大数据来源：网络整理

导读：今年穿戴设备突然火起来......穿戴设备与概念未爆发前的电子产品不同于“可联网”和“支持app”，使得一个封闭的小玩意可以加入多人的想象，屌丝的想象力很丰富的说.... 穿戴设备目前分为"屌丝“和”高富帅“两档配置，所谓”屌丝”配置也就是弱得装不上andr

今年穿戴设备突然火起来......穿戴设备与概念未爆发前的电子产品不同于“可联网”和“支持app”，使得一个封闭的小玩意可以加入多人的想象，屌丝的想象力很丰富的说....

穿戴设备目前分为"屌丝“和”高富帅“两档配置，所谓”屌丝”配置也就是弱得装不上android，未来一段时间内，手表和手环都以“屌丝”配置为主，例如pebble和sony手表以arm cortex?m3芯，不过"高富帅"geek watch用上android....

吹完水，就说本文的重点，如何让弱性能设备支持app，也就是把lua移植到stm32.....本文代码可以到这里(http://download.csdn.net/detail/hellogv/5721915)下载。

手上的板子是STM32F103RCT6 FLASH 256K RAM 48K，配置低得勉强跑得动Lua。开发环境是IAR For ARM 6.4，以后也方便使用eclipse cdt，移植重点：

1.下载lua：http://www.lua.org/download.html，本文用Lua 5.2.2；

2.把/lua/src里的文件全部copy到IAR for STM32 工程；

3.在IAR for STM32 模版工程,workspace下面新建lua文件夹，添加所有源文件：

4. 修改工程配置

5.把lua.c和luac.c 从工程中删除，否则编译过程中会提示 Error[Li006]: duplicate definitions for "main";

6.修改stm32f10x_flash.icf，否则编译通过，运行会提示内存不足:
define symbol __ICFEDIT_size_cstack__ ? = 0x00008000;
define symbol __ICFEDIT_size_heap__ ? ? = 0x00002000;

除了移植之后，本文程序还通过计算运算耗时，通过循环加法运算对比luc跟c在运算效率上的对比，源码如下：

[cpp] view plain copy print ?

#include?"stm32f10x_conf.h"??
#include?"stm32f10x_lib.h"??
#include?"stm32f10x_systick.h"??
#include?<math.h>??
#include?"lua.h"??
#include?"lauxlib.h"??
#include?"lualib.h"??
??
void?RCC_Init(void)?{??
????/*?定义枚举类型变量?HSEStartUpStatus?*/??
????ErrorStatus?HSEStartUpStatus;??
??
????/*?复位系统时钟设置?*/??
????RCC_DeInit();??
????/*?开启?HSE?*/??
????RCC_HSEConfig?(RCC_HSE_ON);??
????/*?等待?HSE?起振并稳定?*/??
????HSEStartUpStatus?=?RCC_WaitForHSEStartUp();??
????/*?判断?HSE?起是否振成功，是则进入if()内部?*/??
????if?(HSEStartUpStatus?==?SUCCESS)?{??
????????/*?选择?HCLK（AHB）时钟源为SYSCLK?1分频?*/??
????????RCC_HCLKConfig?(RCC_SYSCLK_Div1);??
????????/*?选择?PCLK2?时钟源为?HCLK（AHB）1分频?*/??
????????RCC_PCLK2Config?(RCC_HCLK_Div1);??
????????/*?选择?PCLK1?时钟源为?HCLK（AHB）2分频?*/??
????????RCC_PCLK1Config?(RCC_HCLK_Div2);??
????????/*?设置?FLASH?延时周期数为2?*/??
????????FLASH_SetLatency?(FLASH_Latency_2);??
????????/*?使能?FLASH?预取缓存?*/??
????????FLASH_PrefetchBufferCmd?(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);??
????????/*?选择锁相环（PLL）时钟源为?HSE?1分频，倍频数为9，则PLL输出频率为?8MHz?*?9?=?72MHz?*/??
????????RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1,?RCC_PLLMul_9);??
????????/*?使能?PLL?*/??
????????RCC_PLLCmd?(ENABLE);??
????????/*?等待?PLL?输出稳定?*/??
????????while?(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY)?==?RESET)??
????????????;??
????????/*?选择?SYSCLK?时钟源为?PLL?*/??
????????RCC_SYSCLKConfig?(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);??
????????/*?等待?PLL?成为?SYSCLK?时钟源?*/??
????????while?(RCC_GetSYSCLKSource()?!=?0x08)??
????????????;??
????}??
??
????/*?使能各个用到的外设时钟?*/??
????RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1?|?RCC_APB2Periph_GPIOA,??
????????????ENABLE);??
}??
??
void?GpioInit(void)?{??
????/*?定义?GPIO?初始化结构体?GPIO_InitStructure?*/??
????GPIO_InitTypeDef?GPIO_InitStructure;??
??
????/*?设置?USART1?的Tx脚（PA.9）为第二功能推挽输出功能?*/??
????GPIO_InitStructure.GPIO_Pin?=?GPIO_Pin_9;??
????GPIO_InitStructure.GPIO_Mode?=?GPIO_Mode_AF_PP;??
????GPIO_InitStructure.GPIO_Speed?=?GPIO_Speed_50MHz;??
????GPIO_Init(GPIOA,?&GPIO_InitStructure);??
??
????/*?设置?USART1?的Rx脚（PA.10）为浮空输入脚?*/??
????GPIO_InitStructure.GPIO_Pin?=?GPIO_Pin_10;??
????GPIO_InitStructure.GPIO_Mode?=?GPIO_Mode_IN_FLOATING;??
????GPIO_Init(GPIOA,?&GPIO_InitStructure);??
}??
??
void?UsartInit(void)?{??
????/*?定义?USART?初始化结构体?USART_InitStructure?*/??
????USART_InitTypeDef?USART_InitStructure;??
????/*?定义?USART?初始化结构体?USART_ClockInitStructure?*/??
????USART_ClockInitTypeDef?USART_ClockInitStructure;??
??
????USART_ClockInitStructure.USART_Clock?=?USART_Clock_Disable;??
????USART_ClockInitStructure.USART_CPOL?=?USART_CPOL_Low;??
????USART_ClockInitStructure.USART_CPHA?=?USART_CPHA_2Edge;??
????USART_ClockInitStructure.USART_LastBit?=?USART_LastBit_Disable;??
????USART_ClockInit(USART1,?&USART_ClockInitStructure);??
??
????USART_InitStructure.USART_BaudRate?=?9600;??
????USART_InitStructure.USART_WordLength?=?USART_WordLength_8b;??
????USART_InitStructure.USART_StopBits?=?USART_StopBits_1;??
????USART_InitStructure.USART_Parity?=?USART_Parity_No;??
????USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl?=??
????????????USART_HardwareFlowControl_None;??
????USART_InitStructure.USART_Mode?=?USART_Mode_Rx?|?USART_Mode_Tx;??
????USART_Init(USART1,?&USART_InitStructure);??
??
????/*?使能?USART1?*/??
????USART_Cmd(USART1,?ENABLE);??
}??
??
/*******************************************************************************?
?*?函数名??????????:?fputc?
?*?函数描述?????:?将printf函数重定位到USATR1?
?*?输入参数?????:?无?
?*?输出结果?????:?无?
?*?返回值??????:?无?
?*******************************************************************************/??
int?fputc(int?ch,?FILE?*f)?{??
????USART_SendData(USART1,?(u8)?ch);??
????while?(USART_GetFlagStatus(USART1,?USART_FLAG_TC)?==?RESET)??
????????;??
????return?ch;??
}??
??
const?char?LUA_SCRIPT[]?=?"function?loop_add(a,?b,t)????????????"??
????????"???local?sum?=?0???????????????????"??
????????"???for?i?=?1,?t?do??????????"??
????????"???????sum?=?sum?+?a?+?b???????????"??
????????"???end?????????????????????????????"??
????????"???return?sum??????????????????????"??
????????"end????????????????????????????????"??
????????"???????????????????????????????????";??
??
u32?c_loop_add(int?a,int?b,int?t){??
??u32?result=0,i=0;??
??for(i=0;i<t;i++){??
????result?=?result?+?a+?b;??
??}??
??return?result;??
}??
??
int?use_lua_add(lua_State?*L,?const?char?*func_name,?int?x,?int?y,?int?t)?{??
????int?sum;??
????/*装载脚本*/??
????lua_getglobal(L,?func_name);??
????/*?第一个参数?*/??
????lua_pushnumber(L,?x);??
????/*?第二个参数?*/??
????lua_pushnumber(L,?y);??
????/*?第三个参数?*/??
????lua_pushnumber(L,?t);??
????/*?调用函数，告知有三个参数，一个返回值?*/??
????lua_call(L,?3,?1);??
????/*?得到结果?*/??
????sum?=?(int)?lua_tointeger(L,?-1);??
????lua_pop(L,?1);??
????return?sum;??
}??
??
/**?
?*?开始计算耗时,不适合太耗时的计算?
?*/??
void?start_calculate_time()?{??
????SysTick_CLKSourceConfig?(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);?//（8*9000)*1000=72MHz??
????SysTick_SetReload(0xFFFFFF);?//校准值，开始后不断递减??
????SysTick_CounterCmd?(SysTick_Counter_Enable);?//?启动SysTick定时器??
??
}??
??
/**?
?*?停止计算耗时,不适合太耗时的计算?
?*/??
u32?stop_calculate_time()?{??
????SysTick_CounterCmd?(SysTick_Counter_Disable);?//?关闭SysTick定时器??
????u32?result?=?0xFFFFFF?-?SysTick_GetCounter();?//得到时间差??
????SysTick_CounterCmd?(SysTick_Counter_Clear);?//清0??
????result?=?result?/?9000;?//除以9000->result的单位为ms??
????return?result;??
??
}??
int?main()?{??
????RCC_Init();??
????GpioInit();??
????UsartInit();??
??
????lua_State?*L?=?luaL_newstate();??
????if?(L?==?NULL)??
????????printf("cannot?create?state:?not?enough?memory");??
??
????luaopen_base(L);?//48kb内存紧张，用luaL_openlibs加载所有模块，会自动退出??
??
????luaL_dostring(L,?LUA_SCRIPT);??
??
????int?i;??
????for?(i?=?10000;?i?<?90000;?i=i?+?30000)?{???
????????????????//----计算lua循环加运算的耗时??
????????start_calculate_time();??
????????int?sum?=?use_lua_add(L,?"loop_add",?1,?i);??
????????u32?duration?=?stop_calculate_time();??
????????printf("lua?%d",?i);??
????????printf("?frequency?duration(ms):?%drn",?duration);??
????????????????//----计算c循环加运算的耗时??
????????????????start_calculate_time();??
????????sum?=?c_loop_add(1,?i);??
????????duration?=?stop_calculate_time();??
????????printf("c?%d",?duration);??
??????????????????
????}??
????//?关闭虚拟机??
????lua_close(L);??
??
????????while(1){};??
??????
}??

lua和C的循环加法运算耗时通过串口输出，简单的lua程序跟C程序效率比是1：100，而 lua运算量越大，与C程序效率差距就越小 。

（编辑：李大同）

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