2021年12月28日 | STM32F103串口1 printf函数的实现

  在单片机中使用最多的通信接口基本就是串口了，说起串口就不得不提串口中最常用的一个函数就是打印函数printf()函数，在上位机上中这个函数直接从库函数中调用就可以了，那么在单片机中这个函数要怎么使用呢？能不能将这个函数和串口1对应起来，当然是有方法的。

  下面就通过代码来演示一下如何在串口1上使用printf()函数的功能。

void uart_init(u32 bound)

{

    //GPIO端口设置

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能USART1，GPIOA时钟

    //USART1_TX   GPIOA.9

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.9

    //USART1_RX   GPIOA.10初始化

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;//PA10

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.10

    //Usart1 NVIC 配置

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3 ; //抢占优先级3

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; //子优先级3

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能

    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器

    //USART 初始化设置

    USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//串口波特率

    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式

    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位

    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位

    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制

    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收发模式

    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口1

    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启串口接受中断

    USART_Cmd(USART1, ENABLE);                    //使能串口1

}

  首先初始化串口1所使用到的端口，将发送引脚设置为推挽输出模式，将接收引脚设置为浮空输入模式。这里串口使用中断来接收数据，所以还需要设置中断优先级，通过NVIC(嵌套向量中断控制器)来设置串口中断的优先级，接下来设置串口的波特率，字长为8位，1位停止位，无奇偶校验位，无硬件数据流控制端口，串口模式设置为收发模式。最后使能串口，并开启中断功能。

  下面编写串口中断函数，用来接收数据

u8 USART_RX_BUF[USART_REC_LEN];     //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.

//接收状态

//bit15， 接收完成标志

//bit14， 接收到0x0d

//bit13~0， 接收到的有效字节数目

u16 USART_RX_STA = 0;     //接收状态标记

void USART1_IRQHandler(void)                //串口1中断服务程序

{

    u8 Res;

    if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)  //接收中断(接收到的数据必须是0x0d 0x0a结尾)

    {

        Res = USART_ReceiveData(USART1); //读取接收到的数据

        if((USART_RX_STA & 0x8000) == 0) //接收未完成

        {

            if(USART_RX_STA & 0x4000) //接收到了0x0d

            {

                if(Res != 0x0a)USART_RX_STA = 0; //接收错误,重新开始

                else USART_RX_STA |= 0x8000; //接收完成了

            }

            else //还没收到0X0D

            {

                if(Res == 0x0d)USART_RX_STA |= 0x4000;

                else

                {

                    USART_RX_BUF[USART_RX_STA & 0X3FFF] = Res ;

                    USART_RX_STA++;

                    if(USART_RX_STA > (USART_REC_LEN - 1))USART_RX_STA = 0; //接收数据错误,重新开始接收

                }

            }

        }

    }

}

  接收数据时通过USART_RX_STA变量的最高两位表示接收数据的状态，接收数据以回车换行作为结束位，回车换行对应的数据为0x0D、0x0A，只有这两个数据挨着接收到之后才表示一组数据成功的接收到了，这里使用USART_RX_STA最高两位表示是否接收到了这两个结束标志。

  串口设置好之后，接下来给串口1添加支持printf()函数的代码。

#if 1

#pragma import(__use_no_semihosting)

//标准库需要的支持函数

struct __FILE

{

    int handle;

};

FILE __stdout;

//定义_sys_exit()以避免使用半主机模式

_sys_exit(int x)

{

    x = x;

}

//重定义fputc函数

int fputc(int ch, FILE *f)

{

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

    USART1->DR = (u8) ch;

    return ch;

}

#endif

  上面的两个函数是固定模式不需要修改，自己需要修改的是fputc()函数，在这个函数中将寄存器设置为串口1的寄存器，这样printf()函数在打印数据的时候，就会通过串口1将数据发送出去，如何这里的寄存器设置为了其他串口的寄存器，那么使用printf()函数打印的时候就会通过其他串口打印出去。重定义函数fputc()设置好之后，就可在程序中直接使用printf()函数打印了。

int main(void)

{

    u8 t;

    u8 len;

    u16 times=0;

    delay_init();       //延时函数初始化

    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

    uart_init(115200);

    LED_Init();

    while(1)

    {

if(USART_RX_STA&0x8000)

{

    LED1=!LED1;

len=USART_RX_STA&0x3fff; //获取本次接收数据长度

printf("rn您发送的消息为:rn");

for(t=0;t {

USART_SendData(USART1,USART_RX_BUF[t]);//向串口1发送数据

while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!=SET);//等待发送完成 

}

printf("rn");

USART_RX_STA=0;

}

else

{

times++;

if(times%5000==0)

{

printf("串口实验rn");

}

if(times%300==0)

printf("请输入数据，以回车键结束rn");

if(times%30==0)

LED0=!LED0;

delay_ms(10);

}

    }

}

  在主函数中通过printf()打印提示语句，提示用户输入数据。当用户输入数据并以回车换行结束后，串口接收到数据就会将接收到的数据直接打印出来。

  这样在单片机中，通过串口1就可以输出printf()函数打印的数据了。