2018年05月31日 | STM8L的printf函数实现

串口通信是单片机学习的一个最基本、最重要的功能之一。串口可以间接的当做调试接口使用，实现单片机与电脑之间的通信。还可以与一些模块（比如蓝牙、wifi）通信，也可以作为和其他单片机通信的工具。作为开发者，熟悉串口是必须的。

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STM8L的USART特性： 

我们在使用串口的时候，主要关心：波特率、停止位、奇偶校验位。 
再次就是怎样接收、发送数据。常用：阻塞式发送数据、中断方式接收数据。

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在单片机的调试过程中经常会要适时地输出变量的值，这时printf函数是一个非常好的选择；对于一般的单片机只有串口可以与外界进行通信，所以我们需要将printf函数重定向到串口。 
如何实现重定向c库函数printf到USART1函数？ 
不管printf函数多么复杂，最终调用的是purchar函数，所以我们只要重新定义putchar函数即可。

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使用到的库如下： 

外设在使用前，都必须使能对应的外设时钟。为了cpu的低功耗，板子上默认的外设都是关闭的，否则板子一上电所有的外设都启动了功耗相对就高了，因此我们在使用的时候，用到哪一个外设就开启使能哪一个外设的时钟。

usart.h：

#ifndef __USART_H

#define __USART_H

#include "stm8l15x.h"

#define BAUDRATE 115200

#define SIZE 128

/*定义一个结构体，存放串口相关变量*/

typedef struct uart_rxbuf_s

{

  uint8_t               buf[SIZE];  /* 串口接收数据的buffer*/

  uint32_t              len;      /* 数据的长度 */

}uart_rxbuf_t;

extern uart_rxbuf_t  g_uart_rxbuf;  /*定义一个结构体变量g_uart_rxbuf，会用以访问结构体里的成员*/

extern void uart_init(void);  /*串口初始化函数声明*/

extern void uart_send(char *buf, int len);/*串口发送函数声明*/

extern int uart_getchar(void);/*接收*/

#endif

void uart_init(void)

{

  /*buffer先清零*/

  memset(&g_uart_rxbuf, 0, sizeof(g_uart_rxbuf));

  /*使能usart时钟*/

  CLK_PeripheralClockConfig(CLK_Peripheral_USART1, ENABLE);

  /*TXD */

  GPIO_Init(GPIOC, GPIO_Pin_2, GPIO_Mode_Out_PP_High_Fast);

  /*RXD*/

  GPIO_Init(GPIOC, GPIO_Pin_3, GPIO_Mode_In_PU_No_IT);

  /*复位*/

  USART_DeInit(USART1);

  /*配置串口*/

  USART_Init(USART1, BAUDRATE, USART_WordLength_8b, USART_StopBits_1, USART_Parity_No, 

             (USART_Mode_TypeDef)(USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx));

  /*开启总中断，也可以放到main.c里*/

  enableInterrupts();

  /*开启接收中断*/

  USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);

  /*打开串口*/

  USART_Cmd(USART1, ENABLE);

  USART_SendData8(USART1, '\r');

  /*用于检查串口UART1是否发送完成,完成时，TC中断标志置位，退出轮询等待*/

  while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET);

}

/*系统printf函数实现*/

int putchar(int c)

{

  if('\n' == (char)c)

  {

    USART_SendData8(USART1, '\r');

    while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET);

  }

  USART_SendData8(USART1, c);

  while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET);

  return (c);

}

void uart_send(char *buf, int len)

{

  int i;

  /*把要发送的数据放入缓冲区，然后将缓冲区的数据发送到寄存器DR*/

  for(i=0; i

  {

    USART1->DR = (unsigned char)buf[i];

    /*用于检查串口UART1是否发送完成，完成时，TC中断标志置位，退出轮询等待*/

    while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET);  

  }

}

int uart_getchar(void)

{

  int c;

  /* 循环，直到读取数据寄存器标志被设置 */

  while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) == RESET);  

  c = USART_ReceiveData8(USART1); 

  /* 返回接收的数据 */

   USART_SendData8(USART1, c); 

   while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET);    

  return (c);   

}

时钟配置： 

sysclock.h：

#ifndef __SYSCLOCK_H

#define __SYSCLOCK_H

#include "stm8l15x.h"

void sys_clk_init();

#endif

sysclock.c：

#include "sysclock.h"

#include "stm8l15x_clk.h"

void sys_clk_init(void)

{

  CLK_SYSCLKDivConfig(CLK_SYSCLKDiv_1);/*高速内部时钟分频器：1  =>即16M*/

  /*选择高速外部时钟信号作为系统时钟源*/

  CLK_SYSCLKSourceSwitchCmd(ENABLE);

  CLK_SYSCLKSourceConfig(CLK_SYSCLKSource_HSE);

  while (CLK_GetSYSCLKSource() != CLK_SYSCLKSource_HSE)

  {}

}

发送数据不需要中断，但是接收数据需要利用中断来处理，这样效率比较高，我们只需要填充stm8l15x_it.c里的代码。这个是中断程序的源文件，在编写应用的过程中，需要根据需求改动，以便在自己的程序中使用中断功能。 

部分代码：

/**

  * @brief USART1 RX / Timer5 Capture/Compare Interrupt routine.

  * @param  None

  * @retval None

  */

INTERRUPT_HANDLER(USART1_RX_TIM5_CC_IRQHandler, 28)

{

/* 缓冲区是否已满，满的话就丢弃 */

  if(g_uart_rxbuf.len>=sizeof(g_uart_rxbuf.buf))

  {

     USART_ReceiveData8(USART1); /* 丢掉 */

     return ;

  }

  g_uart_rxbuf.buf[g_uart_rxbuf.len++] = USART_ReceiveData8(USART1); /*接收数据*/

}

main.c： 

这里只做了简单的printf打印：

#include "stm8l15x.h"

#include "usart.h"

#include "sysclock.h"

#include "stdio.h"

int main( void )

{

  sys_clk_init();

  uart_init();

  uart_send("abc", 3);

  int i;

  for(i=0; i<5; i++)

  {

    printf("\ntest,test\n");

  }

  printf("\ntest finshed!\n");

  return 0;

}

测试结果： 
 
若有什么功能要在主函数的while(1)做的，可以再实现，这里只是测试一下printf，所以没有写while。

总结： 
程序从main.c进入 
1、引脚初始化； 
2、时钟初始化； 
3、配置芯片的UART模块； 
4、若有串口数据进来，会触发中断函数，执行中断，把接收到的数据取出来，再通过发送函数发送出去；