STM32单片机极简方法使用宏定义代替复杂的重定向printf()...

只看该作者 · 2021-9-4 11:46

对于 printf() 函数我们并不陌生，初学C语言使用的第一个函数，其作用是在终端打印显示格式化字符串。

但是如果我们使用的是单片机运行C语言代码，如果不经任何修改直接使用 printf() 函数，结果是什么现象都没有。要想使用这个函数，常规方法是重定向 printf() 函数，结合串口来打印到串口助手上位机。这里的重定向就非常复杂了，你需要懂 printf() 函数内部实现机制。。。。。（参考正点原子的例程，本人表示看不懂太多太复杂了）

接下来我介绍一种特别简单的方法，让你不需要重定向 printf() 函数也可以实现相似的功能，就是那种%d,%f,%c。。。各种格式控制符的功能，我们想用这个函数大半原因就是为了这些功能。只要在合适的地方添加以下语句即可：

#define _DEBUG_  1 //串口打印宏函数开关，1是开，0是关，调试的时候开，调式完毕就可以一键关闭
uint8_t  USART_TX_BUF[200]; //发送缓冲,最大200字节，不能太小，如果你的内容太长会访问非法内存

#if _DEBUG_
#define ps(...)  HAL_UART_Transmit(&huart1,USART_TX_BUF,sprintf((char *)USART_TX_BUF,__VA_ARGS__),1000)//可修改到其他串口
#else
#define ps(...)
#endif
以上代码表示用 ps() 这个宏函数代替HAL库的串口发送函数，并且可以使用格式控制符%c,%d,%f,\r,\n等可变参数控制符。

ps()宏函数使用方法如下：

  while (1)
  {
num++;
ps("串口打印宏函数 \r\n");//无参数打印，\r\n表示换行
ps("num = %d \r\n",num);//含参数%d
HAL_Delay(500);
  }
串口助手打印情况：

只看该作者 · 2021-9-4 11:47

如果上面看不懂我再解释一下原理：
核心内容：变参宏 “__VA_ARGS__”  与  “...”

1.首先三个点 "..." 在C语言中代表“参数个数可变的参数”，我们可以看一下printf()函数的原型：

int printf(const char* format,...);//printf()函数声明原型

//使用printf函数的方法
int num1;
printf("num1 = %d \r\n",num1);//一个参数时，参数是整型

float num2;
printf("num2 = %f \r\n",num2);//参数是浮点型

printf("num1 = %d,num2 = %f \r\n",num1,num2);//两个不同类型的参数时

printf("Hello World \r\n");//无参数时
由上述代码可以知道，"fomat"表示只读类型的字符串，而三个点 “...” 表示个数未确定的参数，可以没有参数，也可以有多个。

2.__VA_ARGS__是三个点"..."的宏定义形式。也就是说宏定义中的__VA_ARGS__会被替换成"..."

#define ps(format,...) printf(format,__VA_ARGS__)//第1种方法，有些C标准不支持要加##

#define ps(format,...) printf(format,##__VA_ARGS__)//第2种方法,##可以防止无参数时编译出错

#define ps(...)          printf(format,__VA_ARGS__)//第3种方法

#define ps(...)          printf(format,##__VA_ARGS__)//第4种方法

#define ps(...)          printf(__VA_ARGS__)//第5种方法

#define ps(...)          printf(##__VA_ARGS__)//第6种方法
以上六种都可以用 ps() 代替 printf() 函数，功能以及用法一模一样。C标准不一样的时候可能会有差别，总之编译出错时在以上6种之中更换即可。我只用第1、2、5这三种方法。

3.其实在单片机之中如果不重定向 printf() 函数。我们只要使用 sprintf() 函数即可：

int printf(const char* format,...);//printf()函数声明原型

int sprintf(char *buffer,const char* format,...);//sprintf()函数声明原型
sprintf() 只是比 printf() 多一个参数，即第一个字符数组，他们两功能也相似，只是有以下区别：

sprintf()----------》把内容转成字符串，并输出到一个字符数组中，返回字符串的字符个数；

printf()------------》把内容转成字符串，并输出到显示终端，返回字符串的字符个数；

我们可以利用sprintf()的特点把要显示的内容转换成字符串，存到一个预先定义好的字符数组中，然后再用HAL库串口发送函数，把该字符数组内的信息发出去，发送的个数就是sprintf()的返回值：

uint8_t  USART_TX_BUF[200]; //发送缓冲数组,最大200字节

#define ps(...)  HAL_UART_Transmit(&huart1,USART_TX_BUF,sprintf((char *)USART_TX_BUF,__VA_ARGS__),1000)//可修改到其他串口

只看该作者 · 2021-9-4 19:37

不错，很棒的方法，收藏

只看该作者 · 2021-9-4 21:05

老手不会用sprintf函数而用snprintf替代。
另外，C库里的printf系列函数一般会调用malloc/free函数来使用堆，所以老手一般不太喜欢C库里的printf实现而自己实现printf
比如我用的是ChibiOS里的开源代码：https://gitee.com/ufbycd/miniv2-board/blob/master/software/source/Core/Src/stream/chprintf.c
再自己来包装一下：https://gitee.com/ufbycd/miniv2-board/blob/master/software/source/Core/Src/mstdio.c

STM32单片机极简方法 使用宏定义 代替复杂的重定向printf()...

STM32单片机极简方法使用宏定义代替复杂的重定向printf()...