2021年08月11日 | STM32 | 串口打印知多少？

常规打印方法

在STM32的应用中，我们常常对printf进行重定向的方式来把打印信息printf到我们的串口助手。

在MDK环境中，我们常常使用MicroLIB+fputc的方式实现串口打印功能，即：

要实现fputc函数的原因是：printf函数依赖于fputc函数，重新实现fputc内部从串口发送数据即可间接地实现printf打印输出数据到串口。

不知道大家有没有看过正点原子裸机串口相关的例程，他们的串口例程里不使用MicroLIB，而是使用标准库+fputc的方式。相关代码如：

#if 1

#pragma import(__use_no_semihosting)

//标准库需要的支持函数

struct __FILE

{

    int handle;

};

FILE __stdout;

/**

 * @brief 定义_sys_exit()以避免使用半主机模式

 * @param void

 * @return  void

 */

void _sys_exit(int x)

{

    x = x;

}

int fputc(int ch, FILE *f)

{

    while((USART1->ISR & 0X40) == 0); //循环发送,直到发送完毕

    USART1->TDR = (u8) ch;

    return ch;

}

#endif

关于这两种方法的一些说明可以查看Mculover666兄的《重定向printf函数到串口输出的多种方法》这篇文章。这篇文章中不仅包含上面的两种方法，而且也包含着在GCC中使用标准库重定向printf的方法。

自己实现一个打印函数

以上的几种方法基本上是改造C库的printf函数来实现串口打印的功能。其实我们也可以自己实现一个串口打印的功能。

printf本身就是一个变参函数，其原型为：

int printf (const char *__format, ...);

所以，我们要重新封装的一个串口打印函数自然也应该是一个变参函数。具体实现如下：

1、基于STM32的HAL库

#define TX_BUF_LEN  256     /* 发送缓冲区容量，根据需要进行调整 */

uint8_t TxBuf[TX_BUF_LEN];  /* 发送缓冲区                       */

void MyPrintf(const char *__format, ...)

{

  va_list ap;

  va_start(ap, __format);

  /* 清空发送缓冲区 */

  memset(TxBuf, 0x0, TX_BUF_LEN);

  /* 填充发送缓冲区 */

  vsnprintf((char*)TxBuf, TX_BUF_LEN, (const char *)__format, ap);

  va_end(ap);

  int len = strlen((const char*)TxBuf);

  /* 往串口发送数据 */

  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)&TxBuf, len, 0xFFFF);

}

因为我们使用printf函数基本不使用其返回值，所以这里直接用void类型了。

自定义变参函数需要用到va_start、va_end等宏，需要包含头文件stdarg.h。关于变参函数的一些学习可以查看网上的一些博文，如：

https://www.cnblogs.com/wulei0630/p/9444062.html

这里我们使用的是STM32的HAL库，其给我们提供HAL_UART_Transmit接口可以直接把整个发送缓冲区的内容给一次性发出去。

2、基于STM32标准库

若是基于STM32的标准库，就需要一字节一字节的循环发送出去，具体代码如：

#define TX_BUF_LEN  256     /* 发送缓冲区容量，根据需要进行调整 */

uint8_t TxBuf[TX_BUF_LEN];  /* 发送缓冲区                       */

void MyPrintf(const char *__format, ...)

{

  va_list ap;

  va_start(ap, __format);

  /* 清空发送缓冲区 */

  memset(TxBuf, 0x0, TX_BUF_LEN);

  /* 填充发送缓冲区 */

  vsnprintf((char*)TxBuf, TX_BUF_LEN, (const char *)__format, ap);

  va_end(ap);

  int len = strlen((const char*)TxBuf);

  /* 往串口发送数据 */

  for (int i = 0; i < len; i++)

  {

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

 USART_SendData(USART1, TxBuf[i]);

  }

}

测试结果：

我们也可以使用我们的MyPrintf函数按照上一篇文章：《C语言、嵌入式中几个非常实用的宏技巧》的方式封装一个宏打印函数：

以上就是我们自定义方式实现的一种串口打印函数。

但是，我想说：对于串口打印的使用，我们没必要自己创建一个打印函数。

看到这，是不是有人想要打我了。。。。看了半天，你却跟我说没必要用。。。

哈哈，别急，我们不应用在串口打印调试方面，那可以用在其它方面呀。

（1）应用一：

比如最近我在实际应用中：我们的MCU跑的是我们老大自己写的一个小的操作系统+我们公司自己开发的上位机。

我们MCU端与上位机使用的是串口通讯，MCU往上位机发送的数据有两种类型，一种是HEX格式数据，一种是字符串数据。

但是我们下位机的这两种数据，在通过串口发送之前都得统一把数据封包交给那个系统通信任务，然后再由通信任务发出去。

在这里，就不能用printf了。老大也针对他的这个系统实现了一个deb_printf函数用于打印调试。

但是，那个函数既复杂又很鸡肋，稍微复杂一点的数据就打印不出来了。

因此我利用上面的思路给它新封装了一个打印调试函数，很好用，完美地兼容了老大的那个系统。具体代码就不分享了，大体代码、思路如上。

（2）应用二：

我们在使用串口与ESP8266模块通讯时，可利用类似这样的方式封装一个发送数据的函数，这个函数的使用可以像printf一样简单。

可以以很简单的方式把数据透传至服务端，比如我以前的毕设中就有这么应用：