sym32基础篇————printf 输出实验

发表于 2017-12-14 22:15

本帖最后由 aizaixiyuanqian 于 2017-12-14 22:17 编辑

前面实验STM32 的串口通信。这次我们将学习利用串口进行 printf重定向，教大家如何使用开发板串口实现 C 语言内的 printf 输出。本实验实现的功能： STM32 通过串口和上位机的对话，STM32 向上位机发送字符串显示。
目标：
1、学会 printf 重定向。

发表于 2017-12-14 22:21

串口的操作步骤：
1) 打开 GPIO 的时钟使能和 USART 的时钟使能。
2) 设置串口 IO 的 IO 口模式。（一般输入是模拟输入，输出是复用推挽输出）
3) 初始化 USART。（包括设置波特率、数据长度、停止位、效验位等）
4) 如果使用中断接收的话，那么还要设置 NVIC 并打开中断使能。（即设置设置它的中断优先级。）

发表于 2017-12-14 22:23

库函数说明1.RCC_APB2PeriphClockCmd() 函数开启时钟函数。
我们要打开的时钟有两个一个 GPIO 口的时钟和 USART 的时钟。
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
两个函数分别打开了 GPIOA 和 USART1 的时钟(USART1 使用的是 PA9、PA10)

发表于 2017-12-14 22:24

GPIO_Init() 函数
/* 配置 GPIO 的模式和 IO 口 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;//TX //串口输出PA9
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); /* 初始化串口输入 IO */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;//RX //串口输入PA10
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING; //模拟输入
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); /* 初始化 GPIO */

发表于 2017-12-14 22:27

USART_Init()  串口初始化
USART_InitStructure.USART_BaudRate=9600; //波特率设置为 9600 //波特率
USART_InitStructure.USART_WordLength=USART_WordLength_8b; //数据长 8 位
USART_InitStructure.USART_StopBits=USART_StopBits_1;  //1 位停止位
USART_InitStructure.USART_Parity=USART_Parity_No; //无效验
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None; //失能硬件流
USART_InitStructure.USART_Mode=USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx; //开启发送和接受模式
USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);  /* 初始化 USART1 */

发表于 2017-12-14 22:29

第一个参数是用来设置要选择的串口，我们要使用的是 USART1，所以我们设
置为：USART1。
第二个参数是传递一个结构体的指针，这个结构有 6 个成员
1．第一个成员是：USART_BaudRate，表示要设置的串口波特率，我们可以设置我们想要的波特率，比如你要使用 9600 的时候，就设置为9600。
2．第二个成员是：USART_WordLength，表示要传送数据的长度，一般是 8 位数据长度，所以我们设置为：USART_WordLength_8b。
3．第三个成员是：USART_StopBits，表示停止位的长度，我们设置为：
USART_StopBits_1。
4．第四个成员是：USART_Parity，表示是否需要效验，我们设置为不需要：USART_Parity_No。
5．第五个成员是： USART_HardwareFlowControl，表示是否需要硬件流，所谓硬件流就是使用 DMA，我们这里不适用，所以我们设置为硬件流失能：USART_HardwareFlowControl_None
6．第六个成员是：USART_Mode，表示你要设置的模式，我们要设置既能接收又能发送，所以设置为： USART_Mode_Tx |USART_Mode_Rx。所以最后设置代码为：

发表于 2017-12-14 22:30

USART_Cmd() 函数：
串口使能函数，它有两个个输入参数。第一个参数是用来设置要设置的 USART，我们要打开的是 USART1，所以我们设置为 USART1。第二个参数是用来选择设置的状态，所以我们设置为：ENABLE。所以设置的代码为：
/* 使能 USART1 */
USART_Cmd(USART1, ENABLE);

发表于 2017-12-14 22:31

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure) 函数
用来设置中断的优先级和打开总中断。这个要输入一个结构体指针。这个结构
体的参数分别有四个成员：
第一个成员是 NVIC_IRQChannelPreemptionPriority，表示抢占优先级的等级，我们设置为 0。
第二个成员是 NVIC_IRQChannelSubPriority，表示响应优先级的等级，我们也设置为 0。
第三个成员是 NVIC_IRQChannel，表示选择你要设置的全局中断，我们要设置的中断是 USART1 的中断，所以我们设置为： USART1_IRQn。
第四个成员是 NVIC_IRQChannelCmd，表示要设置的状态，我们是要打开中断的，所以我们设置为：ENABLE。还有就是我们需要对中断进行一个分组，我们使用的是组 1，如下：NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);

发表于 2017-12-14 22:32

/* 设置 NVIC 参数 */
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; //打开USART1 的全局中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //抢占优先级为 0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //响应优先级为 0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

发表于 2017-12-14 22:32

USART_SendData() 函数
这个函数是用来发送数据的，它有两个参数：
第一个参数是用来选择使用的 USART 我们要使用 USART1，所以选择 USART1；
第二个参数是用来传递要发送的数据的，一般为一个 8 位数据。

发表于 2017-12-14 22:34

USART_GetFlagStatus() 函数
这个函数用是用来检测状态的函数，它有两个参数：第一个参数是用来选择要检测的 USART 我们要检测 USART1，所以选择USART1；
第二个参数是用来设置要检测的状态的，我们要检测 USART 是否发送完成，所以我们设置为：USART_FLAG_TC。这个函数还有一个返回值，如果发送完成，那么它返回 SET（SET 也就是非零），如果没有发送完成，那么它返回 RESET（即0）。

发表于 2017-12-14 22:35

USART_ITConfig() 函数
是用来打开 USART 中断的函数，它有三个参数：
第一个参数是选择要打开的 USART，我们要使用 USART1，所以选择USART1。
第二个参数用来选择要打开 USART 中断的哪个中断，我们这里是要打开接收中断，所以选择 USART_IT_RXNE。
最后一个参数用来设置设置的状态，我们要打开所以选择 ENABLE。所以设置如下：
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE ,ENABLE);

发表于 2017-12-14 22:36

USART_GetITStatus() 函数
这个函数是获取中断标志状态函数，它有两个参数：
第一个参数是用来选择要读取的串口，我们要读取 USART1，所以这个参数设置为：USART1。
第二个参数是选择要读取的中断标志位，我们要读取的是接收中断的标志位。
USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE)。

发表于 2017-12-14 22:37

USART_ReceiveData() 函数
这个函数用来读取 USART 接收到的数据。它有一个参数。这个参数是用来选择你要读取的 USART，我们要读取 USATT1，所以我们设置为：USART1。

发表于 2017-12-14 22:38

在程序中使用 C 语言中的 printf() 函数的步骤：
第一步：我们需要重新写 int fputc(int ch, FILE *f)这么个函数，我们将
它转化为 STM32 串口输出的函数如下：
int fputc(int ch,FILE *p) //函数默认的，在使用 printf 函数时自动调用
{
USART_SendData(USART1,(u8)ch);
while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);
return ch;
}

发表于 2017-12-14 22:41

2) 第二步。添加它的头文件，也就是 stdio.h，接下来的设置我们有两个方法：
1. 第一个方法是：打开 KEIL 的 Target Options，选择里面的 Target 位置选择 Use MicroLIB。然后编译就可以了。
2. 第二个方法的呢，再添加一下代码
#pragma import(__use_no_semihosting)
/* 标准库需要的支持函数 */
struct __FILE
{
int handle;
/* Whatever you require here. If the only file you are using is */
/* standard output using printf() for debugging, no file handling */
/* is required. */
};
/* FILE is typedef’ d in stdio.h. */
FILE __stdout;
/* 定义_sys_exit()以避免使用半主机模式 */
_sys_exit(int x)
{
x = x;
}
然后编译，就可以使用了。

发表于 2017-12-14 22:42

printf 初始化函数
void printf_init() //printf 初始化
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //声明一个结构体变量，用来初始化GPIO
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; //中断结构体定义
USART_InitTypeDef USART_InitStructure; //串口结构体定义
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_USART1|
RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;//TX
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;//RX
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
USART_InitStructure.USART_BaudRate=9600; //波特率设置为 9600
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(USART1,&USART_InitStructure);
USART_Cmd(USART1, ENABLE);
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//使能或者失能指定的
USART 中断接收中断
USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_TC);//清除 USARTx 的待处理标志位
}

发表于 2017-12-14 22:42

串口接收函数
void USART1_IRQHandler(void) //串口 1 中断函数
{
static u8 k;
USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_TC);
if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE)!=Bit_RESET)//检查指定的 USART 中断发生与否
{
k=USART_ReceiveData(USART1);
USART_SendData(USART1,k);//通过外设 USARTx 发送单个数据
while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==Bit_RESET);
}
}

发表于 2017-12-14 22:43

今天就到这里了，感谢大家。

发表于 2017-12-15 08:27

**下去，楼主加油！

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