2021年12月28日 | STM32F103自定义的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，通常使用这个函数都是直接调用库函数来实现的，在单片机中如何要使用printf（）函数一般都是在串口中进行重映射。如要在串口1中使用printf()函数，可以使用下面的代码进行重映射。

//加入以下代码,支持printf函数,而不需要选择use MicroLIB

#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

  在串口1的c文件中，添加上面的代码后，使用printf（）函数时，就可以通过串口1来打印了。那么不通过库函数的话，自己能不能实现printf（）函数的功能呢？当然是可以的，下面就通过串口2来演示，如何在串口2上直接实现printf（）函数的功能。

void UART2_Init(u32 bound)

{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    // 1、串口时钟使能 GPIO时钟使能

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE);

    // 2、串口复位

    USART_DeInit(USART2);

    // 3、GPIO端口设置

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;                  //PA2 TX

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

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;                        //PA3 RX

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    // 4、串口参数初始化

    USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;

    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;

    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;

    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;

    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;

    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

    USART_Init(USART2, &USART_InitStructure);

    // 5、初始化NVIC

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    // 6、开启中断

    USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE);

    // 7、使能串口

    USART_Cmd(USART2, ENABLE);

}

void USART2_IRQHandler(void)

{

    u8 res;

    if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) != RESET)

    {

        res = USART_ReceiveData(USART2);

        USART_SendData(USART2, res); //把接收到的数据发送出去

    }

}

  首先初始化串口2，初始化方式和正常情况下一样，初始化完成之后开始自定义一个函数来实现printf（）函数的功能。

//自定义串口2 的printf 函数

char UART2_TX_BUF[200];

void u2_printf(char* fmt, ...)    //无法列出传递函数的所有实参的类型和数目时,可以用省略号指定参数表

{

    u16 i, j;

    va_list ap;          //va_list 是一个字符指针，可以理解为指向当前参数的一个指针，取参必须通过这个指针进行。

    va_start(ap, fmt);   //va_start函数来获取参数列表中的参数，使用完毕后调用va_end()结束

    vsprintf((char*)UART2_TX_BUF, fmt, ap); // 把生成的格式化的字符串存放在这里

    va_end(ap);

    i = strlen((const char*)UART2_TX_BUF);              //此次发送数据的长度

    for(j = 0; j < i; j++)                                                    //循环发送数据

    {

        while((USART2->SR & 0X40) == 0);                    //循环发送,直到发送完毕

        USART2->DR = UART2_TX_BUF[j];

    }

}

  这个函数名定义为 ：u2_printf(char* fmt, …) 使用省略号表示当前参数为可变参数。接下里就可以直接使用这个函数来打印数据了。在主函数中通过一段代码来测试串口1和串口2 printf函数的功能。

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();

    UART2_Init(115200);

    printf("USART1 AND USART2 TEST!!!");

    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 < len; 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");

                u2_printf("串口实验rn"); //调用串口2 printf 函数

            }

            if(times % 300 == 0)

            {

                printf("请输入数据，以回车键结束rn");

                u2_printf("请输入数据，以回车键结束rn"); //调用串口2 printf 函数

            }

            if(times % 30 == 0)

                LED0 = !LED0;

            delay_ms(10);

        }

    }

}

  通过串口1和串口2输出同样的提示信息，然后用串口助手分别给串口1和串口2发送数据，当串口1和串口2接收到数据后就会通过串口打印出来。串口1和串口2输出的提示信息都是用printf函数输出的。

  可以看出串口2的printf函数和功能和串口1的printf函数功能一样，可以正常输出字符串。也可以使用串口2的printf函数打印变量值，比如在代码中增加一句变量打印的功能。

  每次输出提示信息的时候，顺便打印一下变量times的值。

  可以看到变量times的值也可以正常打印。