STM32工程上printf()函数的方法实现

针对STM32的串口编程，可以通过USART1向计算机的串口调试助手打印数据，或者接收计算机串口调试助手的数据。

下面，我们可以实现STM32工程上的printf()函数了，方便用于程序开发中调试信息的打印。

方法1：使用MicroLIB库

1.1 KEIL-MDK中的Use MicroLIB选项

在MDK开发环境中，



MicroLib是缺省c库的备选库，它可装入少量内存中，与嵌入式应用程序配合使用，且这些应用程序不在操作系统中运行。MicroLib进行了高度优化以使代码变得很小，功能比缺省c库少，不具备某些ISO C特性，部分库函数的运行速度也比较慢，如内存拷贝函数memcpy()。 MicroLib与缺省C库之间的主要差异如下：

(1) MicroLib不符合 ISO C库标准。不支持某些ISO特性，并且其他特性具有的功能也较少。

(2) MicroLib不符合IEEE 754二进制浮点算法标准。

(3) MicroLib进行了高度优化以使代码变得很小。

(4) 无法对区域设置进行配置。缺省C区域设置是唯一可用的区域设置。

(5) 不能将main() 声明为使用参数，并且不能返回内容。

(6) 不支持stdio，但未缓冲的stdin、stdout和stderr除外。

(7) MicroLib对C99函数提供有限的支持。 (8) MicroLib不支持操作系统函数。 (9) MicroLib不支持与位置无关的代码。

(10) MicroLib不提供互斥锁来防止非线程安全的代码。 (11) MicroLib不支持宽字符或多字节字符串。

(12) 与stdlib不同，MicroLib不支持可选择的单或双区内存模型。MicroLib只提供双区内存模型，即单独的堆栈和堆区。

MicroLib提供了一个有限的stdio子系统，它仅支持未缓冲的stdin、stdout和stderr，那么也就是说勾选了Use MicroLib选项后，在代码工程中就可以使用printf()函数咯？然而事实并非如此，这样直接使用printf()函数，其打印的字符串最终不知道打印到何处。我们要做的是将调试信息打印到USART1中，所以需要对printf()函数所依赖的打印输出函数fputc()重定向(MicroLib中的printf()函数打印操作依赖fputc() )。

1.2 重定向fputc函数

在MicroLib的stdio.h中，fputc()函数的原型为：

int fputc(int ch, FILE* stream)

此函数原本是将字符ch打印到文件指针stream所指向的文件流去的，现在我们不需要打印到文件流，而是打印到串口1。基于前面的代码：

#include 
int fputc(int ch, FILE* stream)
{
//USART_SendData(USART1, (unsigned char) ch);
//while (!(USART1->SR & USART_FLAG_TXE));
USART_SendChar(USART1, (uint8_t)ch);
return ch;
}

注意：需要包含头文件stdio.h，否则FILE类型未定义。

勾选了Use MicroLib选项，重定向fputc()函数后，我们就可以在工程代码中使用printf()函数了：

int main(void)
{
USART_Configuration();
printf("
stm32f103rct6
");
printf("
Cortex-M3
");
while (1);
return 0;
}

printf()函数的使用方法跟之前一样，运行结果：

方法2：不使用MicroLIB库

2.1 半主机模式

半主机模式是ARM的一种机制，实现将来ARM应用程序代码的输入/输出请求传送至运行着调试器的主机。例如，设置使用半主机模式下的ARM应用程序，可以使用printf()和scanf()来使用主机的显示器和键盘，而不需要在ARM系统上搭配显示器和键盘。

半主机通过一组定义好的软件指令(如SVC)来实现的，这些指令在程序控制下产生异常，ARM应用程序调用半主机对应的异常处理函数，然后调试代理处理该异常。

第二段话感觉理解起来有点模糊，但是第一段还是懂它在讲什么的。一般的ARM应用程序中并不需要半主机操作，在这里为确保ARM应用程序中没有链接MicroLib的半主机相关函数，我们要取消ARM的半主机工作模式。

2.2 实现代码

在工程中加上如下代码：

#pragma import(__use_no_semihosting)


struct __FILE {
int handle;
};


FILE __stdout;


_sys_exit(int x)
{
x = x;
}


int fputc(int ch, FILE *f){
while((USART1->SR&0X40)==0);
USART1->DR = (u8) ch;
return ch;
}

上面的代码摘自正点原子的范例程序，具体每一行的意义目前也不大清楚。这样操作后，在不使用MicroLib的前提下，仍能使用printf()函数将调试信息打印到USART1上了。

审核编辑：刘清