STM32串列埠列印的那些知識

zhengnianli發表於2020-06-07

常規列印方法

在STM32的應用中，我們常常對printf進行重定向的方式來把列印資訊printf到我們的串列埠助手。在MDK環境中，我們常常使用MicroLIB+fputc的方式實現串列埠列印功能，即：

要實現fputc函式的原因是：printf函式依賴於fputc函式，重新實現fputc內部從串列埠傳送資料即可間接地實現printf列印輸出資料到串列埠。

不知道大家有沒有看過正點原子裸機串列埠相關的例程，他們的串列埠例程裡不使用MicroLIB，而是使用標準庫+fputc的方式。相關程式碼如：

#if 1
#pragma import(__use_no_semihosting)
//標準庫需要的支援函式
struct __FILE
{
    int handle;
};

FILE __stdout;
/**
 * @brief	定義_sys_exit()以避免使用半主機模式
 * @param	void
 * @return  void
 */
void _sys_exit(int x)
{
    x = x;
}

int fputc(int ch, FILE *f)
{
    while((USART1->ISR & 0X40) == 0); //迴圈傳送,直到傳送完畢

    USART1->TDR = (u8) ch;
    return ch;
}
#endif

關於這兩種方法的一些說明可以檢視Mculover666兄的重定向printf函式到串列埠輸出的多種方法這篇文章。這篇文章中不僅包含上面的兩種方法，而且也包含著在GCC中使用標準庫重定向printf的方法。

自己實現一個列印函式

以上的幾種方法基本上是改造C庫的printf函式來實現串列埠列印的功能。其實我們也可以自己實現一個串列埠列印的功能。

printf本身就是一個變參函式，其原型為：

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

所以，我們要重新封裝的一個串列埠列印函式自然也應該是一個變參函式。具體實現如下：

1、基於STM32的HAL庫

#define TX_BUF_LEN  256     /* 傳送緩衝區容量，根據需要進行調整 */
uint8_t TxBuf[TX_BUF_LEN];  /* 傳送緩衝區                       */
void MyPrintf(const char *__format, ...)
{
  va_list ap;
  va_start(ap, __format);
  
  /* 清空傳送緩衝區 */
  memset(TxBuf, 0x0, TX_BUF_LEN);
  
  /* 填充傳送緩衝區 */
  vsnprintf((char*)TxBuf, TX_BUF_LEN, (const char *)__format, ap);
  va_end(ap);
  int len = strlen((const char*)TxBuf);
  
  /* 往串列埠傳送資料 */
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)&TxBuf, len, 0xFFFF);
}

因為我們使用printf函式基本不使用其返回值，所以這裡直接用void型別了。自定義變參函式需要用到va_start、va_end等巨集，需要包含標頭檔案stdarg.h。關於變參函式的一些學習可以檢視網上的一些博文，如：

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

這裡我們使用的是STM32的HAL庫，其給我們提供HAL_UART_Transmit介面可以直接把整個傳送緩衝區的內容給一次性發出去。

2、基於STM32標準庫

若是基於STM32的標準庫，就需要一位元組一位元組的迴圈傳送出去，具體程式碼如：

#define TX_BUF_LEN  256     /* 傳送緩衝區容量，根據需要進行調整 */
uint8_t TxBuf[TX_BUF_LEN];  /* 傳送緩衝區                       */
void MyPrintf(const char *__format, ...)
{
  va_list ap;
  va_start(ap, __format);
    
  /* 清空傳送緩衝區 */
  memset(TxBuf, 0x0, TX_BUF_LEN);
    
  /* 填充傳送緩衝區 */
  vsnprintf((char*)TxBuf, TX_BUF_LEN, (const char *)__format, ap);
  va_end(ap);
  int len = strlen((const char*)TxBuf);
  
  /* 往串列埠傳送資料 */
  for (int i = 0; i < len; i++)
  {
	while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC)==RESET);    
	USART_SendData(USART1, TxBuf[i]);
  }
}

測試結果：