在嵌入式系統的命令行控制臺（Shell）中，命令解析模塊扮演著關鍵角色。它負責：

1. 接收字符串命令；
2. 拆分命令參數；
3. 查找匹配的命令函數；
4. 調用命令對應的處理函數。

本文基于 cmd.c 實現講解一個簡單而高效的命令注冊與執行框架。

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一、核心設計思想

命令系統基于以下數據結構和接口實現：

• 命令表（cmd_table）：保存所有注冊命令；
• 命令函數指針（cmd_func_t）：指向具體執行邏輯；
• cmd_execute()：接收命令字符串，拆分參數并調用對應命令函數；
• cmd_register()：注冊命令；
• cmd_find()：通過命令名查找。

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二、命令系統實現詳解（含完整注釋）

#include "cmd.h"
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>#define CMD_TABLE_MAX 32  // 最多支持 32 個命令// 命令表：用于保存所有注冊的命令
static cmd_t cmd_table[CMD_TABLE_MAX];
static int cmd_count = 0; // 當前注冊命令數

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1. 示例命令函數實現

// help 命令：打印幫助信息
int cmd_help(int argc, char *argv[])
{printf("help: Show this message\r\n");// 可擴展：遍歷 cmd_table 打印所有命令和說明return 0;
}// echo 命令：回顯輸入參數
int cmd_echo(int argc, char *argv[])
{for (int i = 1; i < argc; i++){printf("%s ", argv[i]);}printf("\r\n");return 0;
}

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2. 初始化命令系統

// 初始化命令系統：注冊內置命令
void cmd_init(void)
{cmd_register("help", cmd_help, "Show help");cmd_register("echo", cmd_echo, "Echo args");
}

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3. 命令注冊函數

// 注冊命令：添加命令名、函數指針和幫助信息到命令表
int cmd_register(const char *name, cmd_func_t func, const char *help)
{if (cmd_count >= CMD_TABLE_MAX)return -1; // 命令表滿了，注冊失敗// 復制命令名到表項（限制最大長度）strncpy(cmd_table[cmd_count].name, name, CMD_NAME_LEN - 1);cmd_table[cmd_count].name[CMD_NAME_LEN - 1] = '\0';// 設置函數指針和幫助信息cmd_table[cmd_count].func = func;cmd_table[cmd_count].help = help;cmd_count++; // 更新命令數量return 0;
}

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4. 命令查找函數

// 查找命令：通過命令名在命令表中查找
cmd_t *cmd_find(const char *name)
{for (int i = 0; i < cmd_count; i++){if (strcmp(cmd_table[i].name, name) == 0)return &cmd_table[i];  // 找到并返回指針}return NULL;  // 未找到
}

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5. 命令執行函數

// 執行命令行字符串：拆分參數并調用命令函數
int cmd_execute(const char *cmdline)
{if (cmdline == NULL || *cmdline == '\0')return -1;  // 空命令行，忽略// 使用 buf 保存一份可修改的命令行char buf[128];strncpy(buf, cmdline, sizeof(buf) - 1);buf[sizeof(buf) - 1] = '\0';char *argv[CMD_MAX_ARGS];  // 參數數組int argc = 0;// 使用 strtok 拆分參數char *token = strtok(buf, " ");while (token && argc < CMD_MAX_ARGS){argv[argc++] = token;token = strtok(NULL, " ");}if (argc == 0)return -1;  // 沒有有效參數// 查找對應命令cmd_t *cmd = cmd_find(argv[0]);if (!cmd){printf("Unknown command: %s\r\n", argv[0]);return -1;  // 未知命令}// 調用命令函數，傳遞 argc 和 argvreturn cmd->func(argc, argv);
}

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三、命令結構體（cmd_t）

// cmd.h 中結構定義示例
#define CMD_NAME_LEN  16
#define CMD_MAX_ARGS  8typedef int (*cmd_func_t)(int argc, char *argv[]); // 命令處理函數類型typedef struct {char name[CMD_NAME_LEN];   // 命令名稱cmd_func_t func;           // 命令處理函數const char *help;          // 幫助字符串
} cmd_t;

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四、運行效果示例

假設輸入如下命令：

echo Hello STM32

Shell 處理流程如下：

1. 輸入字符拼接成字符串；

2. 回車后傳入 cmd_execute()；

3. strtok 拆分為 argv = {"echo", "Hello", "STM32"}；

4. 查表找到 cmd_echo；

5. 調用 cmd_echo(argc=3, argv)；

6. 控制臺輸出：

   Hello STM32
   

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五、小結

這個命令系統具備以下優點：

• 輕量級：適合裸機或RTOS；
• 易擴展：添加命令只需實現函數并調用 cmd_register()；
• 通用接口：命令參數解析和傳遞簡潔統一；
• 結構清晰：注冊、查找、執行職責分離。

適用于嵌入式項目中需要人機交互或調試接口的場景，例如串口控制、調試參數設置、模塊測試等。

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