CW32L052串口应用之多个串口重定义实现printf输出

只看该作者 · 2023-7-18 13:44

本帖最后由 lulugl 于 2023-7-18 13:52 编辑

#申请原创# #有奖活动#@21小跑堂

一、前言
什么是重定向？重定向是指将fputc里面的输出指向目标设备。因printf函数调用了fputc，而fputc输出有默认指向的目标，且不同库中的fputc输出指向不同,所以需要重写fputc标准库实现重定向到串口
二、若需要printf输出到串口，则需要将fputc里面的输出指向串口，这一过程称为重定向。在我们的CW32L052_StandardPeripheralLib_V1.0的demo中官方给出了我们在mdk下面的串口重定向的示例，路径为\CW32L052_StandardPeripheralLib_V1.0\Utilities。其log.c中定义来设置了板载的UART2为printf输出串口。根据原理图其TXD与RXD分别为PD02与PC12。

在log.c中函数static void SerialInit(uint32_t BaudRate)为初始化指定的波特率的UART2，代码如下：

复制

static void SerialInit(uint32_t BaudRate)



{



uint32_t PCLK_Freq;



GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0};



UART_InitTypeDef UART_InitStructure = {0};



PCLK_Freq = SystemCoreClock >> pow2_table[CW_SYSCTRL->CR0_f.HCLKPRS];



PCLK_Freq >>= pow2_table[CW_SYSCTRL->CR0_f.PCLKPRS];



// 调试串口使用UART2



// PC12->TX



// PD02<-RX



// 时钟使能



__RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();



__RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();



__RCC_UART2_CLK_ENABLE();



// 先设置UART TX RX 复用，后设置GPIO的属性，避免口线上出现毛刺



PD02_AFx_UART2RXD();



PC12_AFx_UART2TXD();



GPIO_InitStructure.Pins = GPIO_PIN_12;



GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;



GPIO_Init(CW_GPIOC, &GPIO_InitStructure);



GPIO_InitStructure.Pins = GPIO_PIN_2;



GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_INPUT;



GPIO_Init(CW_GPIOD, &GPIO_InitStructure);



UART_InitStructure.UART_BaudRate = BaudRate;



UART_InitStructure.UART_Over = UART_Over_16;



UART_InitStructure.UART_Source = UART_Source_PCLK;



UART_InitStructure.UART_UclkFreq = PCLK_Freq;



UART_InitStructure.UART_StartBit = UART_StartBit_FE;



UART_InitStructure.UART_StopBits = UART_StopBits_1;



UART_InitStructure.UART_Parity = UART_Parity_No;



UART_InitStructure.UART_HardwareFlowControl = UART_HardwareFlowControl_None;



UART_InitStructure.UART_Mode = UART_Mode_Rx | UART_Mode_Tx;



UART_Init(CW_UART2, &UART_InitStructure);



}



函数static void SerialSend(uint8_t Data)的功能为发送一个字节



static void SerialSend(uint8_t Data)



{



UART_SendData_8bit(CW_UART2, Data);



while (UART_GetFlagStatus(CW_UART2, UART_FLAG_TXE) == RESET);



}

【串口重定向】在最后的fputc中重构了标准输出函数。

复制

int fputc(int ch, FILE *f)

{

    SerialSend(ch);

    return ch;

}

然后重写的pirntf（即write),其代码如下：

复制

size_t __write(int handle, const unsigned char * buffer, size_t size)

{   

    size_t nChars = 0;



    if (buffer == 0)

    {

        /*

         * This means that we should flush internal buffers.  Since we

         * don't we just return.  (Remember, "handle" == -1 means that all

         * handles should be flushed.)

         */

        return 0;

    }





    for (/* Empty */; size != 0; --size)

    {

        SerialSend(*buffer++);

        ++nChars;

    }



    return nChars;

}

【注意】
1、调用printf需要先导入stdio.h头文件。
2、在MDK的设置中需要勾选Target中的use MicroLIB选项

如果我们在gcc的编译环境下，那printf的重定向函数需要修改为：

复制

   int _write (int fd, char *pBuffer, int size)  

    {  

    for (int i = 0; i < size; i++)  

    {  

SerialSend(*buffer++);

    }  

    return size;  

    }

以上就是串口重定向固件的串口的实现。我们就可以实现用printf("%d%s",num,string)来实现打印。

三、如果我们需要同时操作一个，或者多个串口，比如同时使用UART2来做日志打印，UART1来与WIFI模块通讯，UART3用来与NB-IOT来通信，同时我也需要用printf来组装参数，那么就必需使用到多串口的重定向功能。下面介绍如何实现这个功能的方法：
1、为了实现功能，我们需要用到C标准库中的stdarg.h这个库。
stdarg.h 头文件定义了一个变量类型 va_list 和三个宏，这三个宏可用于在参数个数未知（即参数个数可变）时获取函数中的参数。可变参数的函数通在参数列表的末尾是使用省略号(,...)定义的。
其中val_list 是一个适用于 va_start()、va_arg() 和 va_end() 这三个宏存储信息的类型。

void va_start(va_list ap, last_arg)

这个宏初始化 ap 变量，它与 va_arg 和 va_end 宏是一起使用的。last_arg 是最后一个传递给函数的已知的固定参数，即省略号之前的参数。

type va_arg(va_list ap, type)

这个宏检索函数参数列表中类型为 type 的下一个参数。

void va_end(va_list ap)

这个宏允许使用了 va_start 宏的带有可变参数的函数返回。如果在从函数返回之前没有调用 va_end，则结果为未定义。
2、先定义需要用到串口的和发送字符串口组数：

复制

#define UART1_TXBUFF_SIZE 128

__align(8) char Uart1_TxBuff[UART1_TXBUFF_SIZE];

3、新建u1_printf函数，流程为先创建一个valist 变量ap，然后获取可变参数地址 fmt地址赋给ap，使用参数列表发送格式化输出到字符串，函数功能将可变参数格式化输出到一个字符数组。最近通过指定的UART_SendString函数发送到指定的串口。代码如下：

复制

void u1_printf(char* fmt,...)

{

        va_list ap;

        

        //va_list 可变参数列表，存参数地址

        va_start(ap, fmt); //获取可变参数地址 fmt地址赋给ap

        

        /* 

        * 使用参数列表发送格式化输出到字符串，函数功能将可变参数格式化输出到一个字符数组

        

        */

        vsprintf(Uart1_TxBuff, fmt, ap);

        

        va_end(ap); //清空参数列表

        

        UART_SendString(CW_UART1, Uart1_TxBuff);



}

这样，我们可以创建多个u1_prntf的函数来实现多个串口定向的功能了。
【测试】
我们在主程序中添加u1_printf("rcv:%s\r\n",uart1_rx_buff);编译下载后就可以实现基功能了：