由于焊接工具没还没到位，于是最近几篇文章主要以方案细化与软件开发为主。今天这篇文章主要做一件比较有意义的事情：NDS端BASIC语言解释器的移植与扩展。文章附上了移植后软件的运行截图和实机运行效果，并在文章最后附上工程代码，方便下载。顺便打个广告：有兴趣的朋友可以加入QQ群：362445156 （Arduino极客群）。
一、为什么要移植和扩展BASIC语言解释器？
到目前为止，所有的NDS硬件扩展，包括DS brut在内都只提供SDK软件开发库。这使得你要进行二次开发，必须花大量时间去看SDK的文档甚至代码，工作量开销较大。特别是以下两个问题：(a). 对于想进行快速测试一个外设的开发人员来说，阅读文档，源码，以及在此基础上进行自行开发程序调试程序的时间会比较多。(b). 如果需要控制另一个外设或调整软件功能时，必须重新编译程序，并将程序复制到NDS的烧录卡内。因此，工序多了很多步骤。
BASIC语言在诞生之初就以简单易用为哲学指导。我将秉持该指导思想来做为本方案的Demo技术演示。如果能将BASIC语言的解释器移植到NDS上，将有如下优点：
（1）利用NDS的触屏可以作为字符输入设备，效率很高。
（2）用BASIC语言编写程序，非常容易，几乎不用学习，而且程序一般简短易懂。
（3）通过BASIC语言方便快捷的写程序，可以立杆见影，马上看到执行效果，无需在SDK上进行再开发，明显提高开发效率。这解决了上述的问题(a).
（4）通过扩展BASIC解释器，为其加入对DLDI（在各NDS烧录卡实现统一的文件读写功能）的支持，可以直接在NDS上将编好的程序写入烧录卡的SD卡的文件内，也可以直接从SD卡内将程序文件读入内存。这解决了上述的问题(b).
当然没有一个方案是十全十美的，相比直接在SDK上开发，利用BASIC解释器的缺点是，程序运行速度没有前者快。因此不适合作一些对外设SPI回传数据响应速度要求很高的场合。比如想把NDS做成一个逻辑分析仪。
二、移植BASIC语言解释器
要移植BASIC解释器，那么就得选择一个目标进行移植。早在2007年，就已经有一位网名叫zzo38computer的外国友人做了这个工作，项目名称为DSBasic。他用来移植的BASIC解释器源码用C语言编写，因此比较容易移植，只需要添加了NDS的软键盘等功能。另外，网上流传甚广的开源BASIC解释器源码版本也比较多，比较有名的就是Tiny Basic。这个Tiny Basic说来话长，最早可以说到1975年。这里我们主要讲一下我采用的代码，来自TinyBASIC 2也采用的核心代码BAS-INT.C这个文件。
经过查看源码发现，原来DSBasic也是基于这个版本的代码进行扩展的。而TinyBASIC 2的功能更加强大，还支持画图命令（需SDL库支持，不过SDL库开源且跨平台）。额外一提：自己用C/C++写个BASIC解释器不难，网上也有不少文章介绍，请google之。
下载了TinyBASIC 2源码后，查看BAS-INT.C文件，该文件采用了较早的C语言语法。于是首先修改语法，然后用gcc在我的Mac OS X下顺利编译通过，试着运行了几个附带的BASIC程序例子，一切顺利。
接下来便是将代码移植到NDS上。由于devkitPro并没有提供太多的基于命令行的NDS开发示例程序。因此需要我加一些自己的代码来实现简单的光标、scanf功能等。
整个移植过程就不详述了，具体可以下载后面提供的源码。这里主要讲一下，移植的几个要点：
（1）添加光标。我简单的用"_"，即下划线代替光标，该光标很简单，不会闪烁，但基本达到使用的目标，除了一个小BUG：输入文字到行末时，会自动跳到本行行首，而不是下一行。但该Bug不影响输入的代码。
（2）添加int get_input_number()函数实现INPUT命令的移植。因为我使用触屏软键盘后，NDS不支持scanf()函数从屏幕获得输入。
（3）添加"RUN"和"!"两条命令来运行程序。由于BAS-INT.C运行程序是在命令行将需要执行的BASIC程序作为命令行参数进行调用执行的，因此不支持程序编辑功能。而在NDS上我添加了一个非常简单的程序输入功能（包括上面提到的光标）。
图1为移植成功后的运行效果。下文将该移植到NDS的BASIC解释器项目简称：NDSBasic。
图1. NDSBasic 运行效果。
图1为最初植移的运行界面，下方为触屏，提供软键盘进行输入。上屏为字符终端，和DOS，以及Terminal类似。
三、扩展BASIC语言解释器
该BASIC解释器 (BAS-INT.C)，提供的命令非常有限，因此需要自己扩展添加新的BASIC语言命令。由于BAS-INT.C源码本身编写比较清晰，添加新命令过程非常简单。只需以下几步完成一个新命令添加：
（1）定义新命令宏，如 #define SEND 16
（2）在
（3）添加命令的执行函数声明，以及函数代码，如void exec_send();
（4）在主函数 (main)的switch命令中添加新命令的调用，如：
case SEND:
exec_send();
如果该命令除了一般的逻辑处理外需要用到NDS硬件等功能，则可在第（3）步代码中调用外部函数完成相应的硬件功能。这样的设计代码可移植性较好，逻辑功能代码和硬件相关代码分离。
我主要扩展添加了以下几条命令：
（1）"RUN" 或 "!"：如上文所述。
（2）"LIST"：打印内存里的BASIC代码到屏幕上。
（3）"NEW"：清除内存里的BASIC代码，开始编写新的程序代码。
（4）"?"：和PRINT命令一样，用一个简短的符号，减少输入时间。
（5）"SAVE filename"：将当前编辑的内存里的代码保存到filename文件中。
（6）"LOAD filename"：将filename文件里的代码读入内存。可以直接输入命令"RUN"或"!"运行。
（7）"PSET x,y,clr"：画像素。在 (x,y)处像素用clr号颜色点亮。
（8）"LINE x1,y1,x2,y2,clr [,B[F]]"：从(x1,y1)到(x2,y2)用clr色号画线、画空心矩形、画实心矩形命令。和QBASIC里的同名命令类似，区别是我为了方便命令的输入，将QBASIC语法中的y1和x2之间的"-"改为了逗号","。另外，clr代表NDSBasic中的颜色号（预定义），"B"代表画空心矩形，"BF"代表画实心矩形。
（9）"CIRCLE x,y,r,clr"：画圆命令。x,y代表圆心，clr为颜色号。
（10）"DELAY ms"：程序延迟ms毫秒。
（11）"SEND"：发送数据到Arduino (Slot 1接口的SPI通道)上。我将该命令的语法设计成和PRINT一致，这样使用起来比较灵活。
（12）"RECV n"：从Arduino (Slot 1接口的SPI通道)上读取n个字节的数据，并打印读取到的数据。默认当读取过程中遇到'\0'字符时也会停止读取。
（13）"CLS"：清屏命令。执行时将清除屏幕内所有的打印信息。
所有命令不分大小写，解释器能自动识别。实现过程中，
- LINE命令用到了我的开源3D引擎Nomad3D中的画线代码，支持Cohen裁剪功能，且执行性能高效。
- CIRCLE命令则用到了我的另一篇博文：基于NDS/GBA/ARM，从启动到运行你自己的第一行C程序代码(NDS篇)中的画圆算法，效率也很高。
- DELAY命令使用NDS的第0号硬件计时器 (Timer 0)实现，精度达到微秒级。而且每次用完就释放计时器，不占用硬件资源。
- SEND和RECV命令的实现用到了第三方库：libspi-0.2 源码，由于源码对应的devkitPro版本太早，源码中用的很多宏已经不存在或与当前版本（我用的是最新的版本：devkitARM r42，libnds-1.5.8）冲突。因此我重新修改了源码并编译成libspi.a库文件方便以后使用。
void exec_send()
{
//syntax: similar with PRINT
char send_str[256];
char recv_buff[256];
char temp[50];
memset(send_str,0,256);
memset(recv_buff,0,256);
memset(temp,0,50);
sprintf(temp," ");
strcat(send_str,temp);
}
void do_send(char* send_str, char* recv_buff, int max_len)
{
int i=0;
while(send_str[i] && i<= max_len)
{
recv_buff[i] = send_str[i];
i++;
}
recv_buff[i]='\0';
////////
int len=strlen(send_str);
char* p=send_str;
setupConsecutive_cardSPI(len);
while(*p)
writeBlocking_cardSPI(*(p++));
}
RECV命令实现源码：
void exec_recv()
{
int num_recv_byte=0;
int num_byte=0;
get_exp(&num_byte);
memset(recv_buff,0,MAX_RECV_SIZE);
num_recv_byte = do_recv(recv_buff, num_byte, STOP_CHAR);
//the variable Z used to store the number of received byte.
//variables['Z'-'A'] = num_recv_byte;
printf("[received %d byte: %s]\n", num_recv_byte, recv_buff);
}
int do_recv(char* buff, int num_byte, char stop_byte)
{
u8 read_byte=0;
int i=0;
for(i=0; i
{
}
最后，因为添加了画图功能，我将终端窗口从上屏移到下屏，和软键盘放在一个屏内。终端窗口提供14行代码显示，上屏全部用来画图。最后运行效果如图2, 图3, 图4所示。
图2. LINE命令执行效果。
图3. LINE、CIRCLE和DELAY命令在循环中执行的效果。
图4. 实机运行效果。
基于Slot 1接口SPI通信的SEND, RECV命令没能实测，但模拟器上执行来看应该是工作正确的。
代码下载：NDSBasic + libspi
后续将先测试SEND和RECV命令，然后添加以下命令：
- DWRITE pin,value：设置Arduino的第pin数字引脚为值value (1: HIGH高电平，0：LOW低电平)。
- AWRITE pin,value：设置Arduino的第pin (PWM引脚)为值value (0~255之间的值，用于PWM信号)。
- DREAD( pin )：读取第pin数字引脚的电平状态 (1：高电平，0：低电平)。
- AREAD( analogPin )：读取第analogPin模拟引脚的值 (0~1023之间)。
后记：
当时在考虑加画图命令时有两种方案，除了当前使用的方案外，另一种可选方案是：
（1）仍然使用上屏作为主终端屏幕，当执行到画图命令时上屏自动切换到画图状态（由于NDS硬件原因，同一屏幕画图状态和显终端状态不可同时存在）。下屏软键盘上方14行只用于显示与Arduino的SPI通信的数据（发送和接收数据），不作他用。
本篇结束，后面将会涉及Arduino端具体的SPI通信代码设计与编写。