讨论一下ＫeilＣ５１中printf库函数如何与串口中断共存

2万 · 2009-9-18 12:49

printf函数是极为方便的信息输出函数，能将程序中的各种变量的值快速格式化并输出到控制台，在程序调试和测试中无处不在，Ｃ语言教材，例子程序中十有**要用到它．
Ｋeil C５１的printf使用也极为方便，只要初始化串口后，就能使用printf直接将信号输出到串口，但在初始化时必段加上如下内容
ＴＩ＝１；
在没有使用串口中断的情况下不要紧，但在串口必段以中断方式工作的情况下，因为ＴＩ＝１导致频繁进入中断，主程序无法全速运行．
俺发现printf是调用putchar()底层函数来实现的，而putchar（）函数是采用先查忙再发送的机制．伪码如下：
while(!TI);
TI=0
SBUF = ucSendChar;
Retrun;

俺现在的折中办法是，如果单片机的发送中断和接收中断可分开使能，则可以只开接收中断，发送不中断，比如ＬＰＣ９３２分开了．如果发送与接收中断使能分不开的芯片，比如ＡＴ８９Ｓ５２，就只能使用自己的putchar（）用如下写法
SBUF = ucSendChar;
while(!TI);
TI=0;
Return
再在Ｐutchar基础上构造简单的调试函数，反正感觉不如Printf方便，有时也用Sprintf来变换后再输出到串口，但sprint占内存，也不好．

想听听大家调试时是否有好办法．

1万 · 2009-9-18 12:58

本帖最后由 computer00 于 2009-9-18 12:59 编辑

简单啊……

volatile unsigned char UartIsSending;

void UartIsr(void)
{
if(TI) //发送中断
{
  UartIsSending=0;
  TI=0;
}
if(RI) //接收中断
{
RI=0;
}
}

void putchar(int x)
{
SBUF=x;
UartIsSending=1;
while(UartIsSending);
}

或者：
UartIsSending=0; //初始化好
void putchar(int x)  //发送最后一字节时可以干其它活
{
while(UartIsSending);
SBUF=x;
UartIsSending=1;
}

3万 · 2009-9-18 13:18

以前发的：
第一步，改造putchar函数，把TI简单替换成Uart0_Send_Ready：
unsigned char Uart0_Send_Ready;//这个是中断方式使用printf的关键
/*
* putchar (basic version): expands '\n' into CR LF
*/
char putchar (char c)
{
LED_TXD = light;//点亮发送指示灯
if (c == '\n')
{
      while (!Uart0_Send_Ready)
         ;
      Uart0_Send_Ready = 0;
      SBUF0 = 0x0d;                      /* output CR  */
}
while (!Uart0_Send_Ready)
      ;
Uart0_Send_Ready = 0;
return (SBUF0 = c);
}

第二步，在串口中断里，把TI的值传递给Uart0_Send_Ready：
void Uart0_Int(void) interrupt 4
{
char ch;
if(TI)
{
      Uart0_Send_Ready=1;//把TI的值传递给Uart0_Send_Ready
      TI=0;//清TI
}
if(RI)
{
      RI=0;
      ch = SBUF0;
      LED_RXD = light;//点亮接收LED
      //干该干的事……
}
}

这样，printf就工作在中断方式下了，跟串行接收中断没有冲突。
实际项目中我还用了单工的RS485总线（那样还要继续改造putchar，主要是485的换向）……
适当改造一下putchar，还可以把printf的输出重定向到某个I/O口，LCD……编程就跟上位机一样方便。

2万 · 2009-9-18 14:48

请教楼上网友,printf函数调用putch()底层,那如何控制它不调库,而调用我自己编写的这个替身呢?

3万 · 2009-9-18 16:50

如5楼所述。

3万 · 2009-9-18 16:50

在你的工程里放一个putchar函数就行了。

只看该作者 · 2009-9-18 21:03

C语言允许用与库函数同名的函数替代原库函数，称作interposition

2万 · 2009-9-18 21:14

我一般自己写
void my_printf(const char *p,...)
{
va_list va;
char buf[64];

va_start(va,p);
vsprintf(buf,p,va);
dev_write(h_dbg, buf, strlen(buf), 0);
}

1万 · 2009-9-19 00:13

你打开stdio.h文件看看，里面就有一个putchar函数，你按照这个格式，自己写一个函数放在某个.c文件里，当调用printf时，它就会自动调用到它拉~~~~你可以把输出数据定向到任何设备~~~~如果你不写这个putchar函数，那么就会给你链接到一个默认的串口发送数据的函数去~~~~

2万 · 2009-9-19 08:36

呵呵，从来不用printf的人飘过。。。

2万 · 2009-9-19 08:39

有C++支持，一般都用“<<”，相当方便。不过那个“流”得自己做。

2万 · 2009-9-19 09:50

呵呵，从来不用printf的人飘过。。。
yewuyi 发表于 2009-9-19 08:36

不会吧,printf用起来很方便的,没有仿真器联调的系统,我全靠它了.

2万 · 2009-9-19 09:52

谢谢大家的建议,俺去试试,先去自已改个的putchar().

2万 · 2009-9-19 09:54

9# 原野之狼
自已写不及用printf爽,俺过去也用您类似的用法.

2万 · 2009-9-19 09:55

呵呵，俺都用眼睛看。。。

俺代码少，有个万儿八千行就差不多了，眼睛看看就知道结果了，实在不行就直接看寄存器数值也就OK了。

只看该作者 · 2009-9-19 12:16

这个是书上改好的配合Printf（）使用的相关程序。供参考。它的初始化程序中没有TI=1;如果没有它的
char putchar (char c)，Printf（）不能输出。

/****************************************************************************/
/*                                                                         */
/*    SERIAL.C:  Interrupt Controlled Serial Interface                */
/*                                                                         */
/****************************************************************************/

#pragma CODE DEBUG OBJECTEXTEND

#include <reg52.h>                   /* special function register 8052    */

#define  OLEN  8                   /* size of serial transmission buffer */
unsigned char  ostart;             /* transmission buffer start index */
unsigned char  oend;                /* transmission buffer end index    */
idata char  outbuf[OLEN];       /* storage for transmission buffer */
//unsigned char  otask = 0xff;       /* task number of output task       */

#define  ILEN  8                   /* size of serial receiving buffer */
unsigned char  istart;             /* receiving buffer start index    */
unsigned char  iend;                /* receiving buffer end index       */
idata char  inbuf[ILEN];          /* storage for receiving buffer    */
//unsigned char  itask = 0xff;       /* task number of output task       */

#define CTRL_Q  0x11             /* Control+Q character code          */
#define CTRL_S  0x13             /* Control+S character code          */

bit sendfull;                      /* flag: marks transmit buffer full */
bit sendactive;                   /* flag: marks transmitter active    */
bit sendstop;                      /* flag: marks XOFF character       */

/****************************************************************************/
/*    putbuf:  write a character to SBUF or transmission buffer       */
/****************************************************************************/
putbuf (char c)  {
  if (!sendfull)  {                /* transmit only if buffer not full */
if (!sendactive && !sendstop)  {  /* if transmitter not active:       */
   sendactive = 1;                /* transfer the first character direct*/
   SBUF = c;                      /* to SBUF to start transmission    */
}
else  {                         /* otherwize:                      */
   outbuf[oend++ & (OLEN-1)] = c;  /* transfer char to transmission buffr*/
   if (((oend ^ ostart) & (OLEN-1)) == 0)  sendfull = 1;
}                               /* set flag if buffer is full       */
  }
}

/****************************************************************************/
/*    putchar:  interrupt controlled putchar function                   */
/****************************************************************************/
char putchar (char c)  {
  if (c == '\n')  {                /* expand new line character:       */
   putbuf (0x0D);                   /* send CR before LF for <new line> */
  }

  putbuf (c);                      /* send character                   */
  return (c);                      /* return character: ANSI requirement */
}

/****************************************************************************/
/*    _getkey:  interrupt controlled _getkey                            */
/****************************************************************************/
char _getkey (void)  {

  return (inbuf[istart++ & (ILEN-1)]);
}

/****************************************************************************/
/*    serial:  serial receiver / transmitter interrupt                */
/****************************************************************************/
serial () interrupt 4 using 1  {    /* use registerbank 1 for interrupt */
  unsigned char c;
  bit start_trans = 0;

  if (RI)  {                      /* if receiver interrupt             */
c = SBUF;                      /* read character                   */
RI = 0;                         /* clear interrupt request flag       */
switch (c)  {                   /* process character                */
   case CTRL_S:
      sendstop = 1;             /* if Control+S stop transmission    */
      break;

   case CTRL_Q:
      start_trans = sendstop;    /* if Control+Q start transmission    */
      sendstop = 0;
      break;

   default:                      /* read all other characters into inbuf*/
      if (istart + ILEN != iend)  {
      inbuf[iend++ & (ILEN-1)] = c;
      }


      break;
}
  }

  if (TI || start_trans)  {       /* if transmitter interrupt          */
TI = 0;                         /* clear interrupt request flag       */
if (ostart != oend)  {          /* if characters in buffer and       */
   if (!sendstop)  {             /* if not Control+S received          */
      SBUF = outbuf[ostart++ & (OLEN-1)];    /* transmit character    */
      sendfull = 0;             /* clear 'sendfull' flag             */
                                 /* if task waiting: signal ready    */
//       if (otask != 0xFF)  isr_send_signal (otask);
   }
}
else sendactive = 0;          /* if all transmitted clear 'sendactive*/
  }

}

/****************************************************************************/
/*    serial_init: initialize serial interface                         */
/****************************************************************************/
serial_init ()  {
  SCON  = 0x50;                   /* mode 1: 8-bit UART, enable receiver */
  TMOD |= 0x20;                   /* timer 1 mode 2: 8-Bit reload       */
  TH1 = 0xf3;                   /* reload value 2400 baud             */
  TR1 = 1;                      /* timer 1 run                      */
  ES=1;

2万 · 2009-9-19 16:59

Be care of that function "printf" is not thread safe,but function "vsprintf" is thread safe.

2万 · 2009-9-20 11:07

经测试,2楼和3楼两位网友提出的方法完全可行,再次感谢!
贴上测试代码

/****************************************************************************/
/*                                                                         */
/*    SERIAL.C:  Interrupt Controlled Serial Interface                */
/*                                                                         */
/****************************************************************************/
//采用中断接收串口数据
//发送数据到串口可使用<stdio.h>定义的函数
//有疑义可访问bbs.21ic.com进行讨论。
//测试：古道热肠
#include <reg52.h>
#include <stdio.h>
volatile unsigned char UartIsSending;

char putchar (char ucWriteData)
{
SBUF=ucWriteData;
UartIsSending=1;
while(UartIsSending);
return (ucWriteData);
}

volatile unsigned char UartIsSending;
void UartIsr(void) interrupt 4
{
if(TI) //发送中断
{
UartIsSending=0;
TI=0;
}
if(RI) //接收中断
{
  RI=0;
}
}
/****************************************************************************/
/*    serial_init: initialize serial interface                         */
/****************************************************************************/
serial_init ()
{
  SCON  = 0x50;                   /* mode 1: 8-bit UART, enable receiver */
  TMOD |= 0x20;                   /* timer 1 mode 2: 8-Bit reload       */
  TH1 = 0xf3;                   /* reload value 2400 baud             */
  TR1 = 1;                      /* timer 1 run                      */
  ES=1;
}
void Delay(void)
{
unsigned char ucDelayCount;
for(ucDelayCount=0; ucDelayCount<0xFF; ucDelayCount++)
{
  ;
}
}

void main(void)
{
serial_init();
EA = 1;
while(1)
{
  putchar('8');
  putchar('\n');
  Delay();
  printf("welcome to www.21ic.com\n");
}
}

程序文件压缩包,可直接导入keil c51进行测试

testPutchar.rar (765 Bytes)

2万 · 2009-9-20 11:39

17# 冷漠

冷漠网友给的这个架构也不错,经测试好用,有虚拟设备的概念在里面,可提高MCU的效率.

哈哈,让MCU死等的确有些浪费,只有采用中断驱动底层,并接合数据缓冲池,才能将MCU解放出来.

只看该作者 · 2009-9-20 11:50

21IC文字过滤太强悍了,经常看到贴子里很多莫名其妙的"**"符号,这里热肠一句"十有八 9"的后两个字都被屏蔽了,现在这世道从一数到九都不行了!!!还让不让人说话了

讨论一下ＫeilＣ５１中printf库函数如何与串口中断共存

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