一、前言
Marlin 是一個用於 3D 印表機的開源固件，其功能強大，集成 LCD 控制器，步進電機控制算法（梯形加減速，S 形加減速），PID，多軸電機控制，Bresenham 直線算法，串口命令解析等等功能。本文簡要介紹其接收串口命令並初步做解析的過程。以 2.1.2 版本的固件為例進行說明。固件可以自行到 Marlin 官網進行下載。
二、解析
Marlin 首先會把串口接收到的數據存放至環形緩衝區。
大致介紹一下環形緩衝區，緩衝區的結構體大致如下圖。固件中可能命名不一致，這裡只是舉例說明。
串口接收到的數據都會一次存放到 buffer 中，每存進去 1 個 Byte，head 加 1，直到存滿為止，每往外取一個 Byte，tail 加 1。head 與 tail 相同，則代表緩衝區中沒有數據。可能會有疑問說串口不會一直接收數據到存滿嗎，不會，Marlin 與上位機之間有協議，上位機不會一直發，只有得到 Marlin 相應的應答，上位機才會通過串口發送命令，Marlin 接收數據然後存放到環形緩衝區。
在 Marlin 固件中處理接收到的數據的函數主要是
void GCodeQueue::get_available_commands()這個函數放在主循環 loop() 裡面，每執行一次，會把數據從串口環形緩衝區裡面取出，處理然後放在一個行(hang)緩衝區。這個行緩衝區的結構如下圖。
每取一個 Byte都會判斷它是不是換行符號或者回車符號，不是的話就存到 line_buffer[] 這個數組裡面，然後 count 加 1。
如果檢測到空格或者換行，就代表已經讀取到了一行完整的命令，然後會把這個 line_buffer[] 的數據拷貝到一個命令專用的環形緩衝區，這個命令專用的環形緩衝區與上面的串口數據緩衝區結構大致相同。如下圖。
其中 CommandLine 的定義如下。
這個命令的環形緩衝區還包含了十一個對這個緩衝區做操作的方法。到這裡，讀取的串口數據就還原成一條條的 G-Code 命令了。一條 G-Code 命令就是一個 CommandLine，後面 Marlin 將從這個緩衝區中取命令，然後執行。
其中 length 代表當前這個緩衝區中目前有多少條 G-Code，每寫入一條完整的 G-Code，index_w 加 1，每往外取一條命令，index_r 加 1。
這就是一個完整的流程。現在整理一下畫個簡單的框圖如下。
三、總結
本文簡單分析了 Marlin 接收串口數據然後將其還原成 G-Code 命令並且存放到相應 buffer 的過程。
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