2019年01月17日 | stm32实现printf打印log的几种办法

在stm32单片机下，改一些bug的时候，光靠调试还不行，有时候需要打印log来查看某些变量在一段时间内的变化趋势，但是板卡又没有接串口，没办法重定向到串口打印，上网查资料研究了一下，发现以下几种办法可实现单片机像在pc终端一样打印log:

方法1：使用串口重定向，将printf打印的信息输出到串口，再将串口连接pc端串口接收终端，在终端上查看log.主要2个步骤：修改printf函数底层调用到的fputc函数和避免使用semihos TIng（半主机模式）。

a.如果使用mdk作为编译工具，在Target选项框里选Use MicroLib 选项，即为使用微库模式，不会使用半主机模式；

b.工程中添加串口配置代码，方便后续使用串口发送数据

void UART1_Configuration(void)

{

USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

USART_ClockInitTypeDef  USART_ClockInitStructure;

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1 |RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE  );

USART_ClockInitStructure.USART_Clock = USART_Clock_Disable;   // 时钟低电平活动

USART_ClockInitStructure.USART_CPOL = USART_CPOL_Low;     // 时钟低电平

USART_ClockInitStructure.USART_CPHA = USART_CPHA_2Edge;  // 时钟第二个边沿进行数据捕获

USART_ClockInitStructure.USART_LastBit = USART_LastBit_Disable;  // 最后一位数据的时钟脉冲不从SCLK输出

/* Configure the USART1 synchronous paramters */

USART_ClockInit(USART1, &USART_ClockInitStructure);  // 时钟参数初始化设置

USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;    // 波特率为：115200

USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; // 8位数据

USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;  // 在帧结尾传输1个停止位

USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;   // 奇偶失能

USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; // 硬件流控制失能

USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; // 发送使能+接收使能

/* Configure USART1 basic and asynchronous paramters */

USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

  /* Enable USART1 */

USART_ClearFlag(USART1, USART_IT_RXNE); //清中断，以免一启用中断后立即产生中断

USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE, ENABLE); //使能USART1中断源

USART_Cmd(USART1, ENABLE); //USART1总开关：开启

}

c.添加串口中断程序 

#define TxBufferSize   (countof(TxBuffer) - 1)

#define RxBufferSize   0x20

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/

#define countof(a)   (sizeof(a) / sizeof(*(a)))

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

u8 TxBuffer[] = "\n\rUSART Hyperterminal Interrupts Example: USART-Hyperterminal\

communication using Interrupt\n\r";

u8 RxBuffer[RxBufferSize];

u8 NbrOfDataToTransfer = TxBufferSize;

u8 NbrOfDataToRead = RxBufferSize;

u8 TxCounter = 0; 

u16 RxCounter = 0;

/*******************************************************************************

* Function Name  : USART1_IRQHandler

* Description    : This function handles USART1 global interrupt request.

* Input          : None

* Output         : None

* Return         : None

*******************************************************************************/

void USART1_IRQHandler(void)

{

  if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)

  {

    /* Read one byte from the receive data register */

    RxBuffer[RxCounter++] = (USART_ReceiveData(USART1) & 0x7F);

   if(RxCounter == NbrOfDataToRead)

    {

      /* Disable the USART Receive interrupt */

          RxCounter = 0;

      //USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, DISABLE);

    }

  }

  if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TXE) != RESET)

  {   

    /* Write one byte to the transmit data register */

    USART_SendData(USART1, TxBuffer[TxCounter++]);                    

   if(TxCounter == NbrOfDataToTransfer)

    {

      /* Disable the USART1 Transmit interrupt */

      USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, DISABLE);

    }    

  }           

}

d.修改fputc和fgetc函数

int fputc(int ch, FILE *f)

{

/* 发送一个字节数据到USART1 */

USART_SendData(USART1, (u8) ch);

/* 等待发送完毕 */

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

return (ch);

}

// 重定向c库函数scanf到USART1

int fgetc(FILE *f)

{

/* 等待串口1输入数据 */

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

return (int)USART_ReceiveData(USART1);

}

d.现在就可以直接在代码中使用printf就可以在串口连接的pc端看到打印信息了

方法2：利用mdk自带的ITM功能查看log打印，这种办法优点是不占用串口，速度快，但还是依赖mdk来显示,在keil官网有相关的详细介绍http://www.keil.com/support/man/docs/uv4/uv4_db_dbg_printf_viewer.htm，有兴趣的朋友可以试试

方法3：使用Jlink自带的RTT工具打印。相比前2种，速度更快，也不依赖编译工具，只要有JLink即可。步骤如下：

a.需要使用新版的JLINK软件，最低要V4.90版本以上，旧版的jlink没有该功能，这是官方下载链接https://www.segger.com/downloads/jlink/#J-LinkSoftwareAndDocumentationPack、

b.从官网下载的JLINK程序安装后，再找到包里以下4个个文件添加到工程中

c.这就可以直接使用SEGGER_RTT_printf函数打印，函数使用格式如下：

SEGGER_RTT_printf((0,"hello test %d times\r\n",++u32Counter)；

d.先启动调试程序，然后可以在安装的Jlink目录找到J-link RTT Client.exe(还有其他查看log工具),打开此程序，打印的信息即可显示在该窗口

e.查看RTT输出的工具有三个：

RTTViewer：不支持中文。至少要进入一次Debugger才能正常显示输出。建议进入Debugger之后再打开，否则经常不能正常显示输出

RTTLogger：支持中文，并且可以保存为log文件。使用具体的正确使用方法不清楚。根据手册说明，log只接收RTT通道1的输出，即SEGGER_RTT_printf（1，"字符串"，输出格式）。但是实测，只能输出RTT通道0的信息，并且要求代码中要有使用到通道1的语句。否则收不到数据。

RTTClient：必须配合RTTLogger或者keil的Debugger来使用，而RTTLogger也必须配合Debugger使用。Client、Logger和Debugger三个窗口都打开的时候，Client和Logger只有其中一个能正常显示，另外一个会严重丢失数据。

方法4：使用图形化显示数据的调试法宝—JScope。

J-Scope是SEGGER公司推出的，可以在目标MCU运行时，实时分析数据并图形化显示的软件。它不需要像SWO那样需要MCU上面额外的引脚，而是使用标准的调试接口。J-Link驱动4.90之后的版本都有这个软件哦。