APM32串口打印输出的几种方法

只看该作者 · 2023-10-15 15:54

本帖最后由 shanyuxiang 于 2023-10-15 16:09 编辑

#申请原创# @21小跑堂

APM32串口打印输出的几种方法

通过printf()格式化输出调试信息是一种常用的调试手段，下面介绍一下几种实现printf()的方法。
●通过串口UART输出
●通过Jlink的SWD接口
●通过Jlink的SWO管脚
关于JTAG - SWD接口的详细资料，可以查看这里：
https://www.segger.com/products/debug-probes/j-link/technology/interface-description/

这几种方式使用的硬件管脚和上位机都有所不同，各有优劣，可以根据实际情况进行选择。
下面以APM32E103为例进行讲解，E103是F103的增强型，能支持到120MHz主频，其他方面并没什么不同，
对于我们来说和其他Cortex M单片机类似，以下方法同样可以用在其他的Geehy APM32芯片上面。
为方便测试，这次使用 “APM32E103 MINI”开发板和“Jink V9”调试器进行实验，该开发板板载串口RS232，
同时带全功能的JTAG接口，包含了SWDIO、SWCLK、SWO，非常方便进行这次的实验。

一、通过串口UART输出
这是最常用的一种方法，通过重定义 fputc 然后调用C语言的标准库 printf 函数来输出调试信息，
这种方式适应性广，不光是ARM，其他芯片也可以用，只要有串口就行。
1.1、硬件连接
这里需要使用到 PA9-USART1_TX,使用USB转RS232线将电脑与DB9接口相连，也可以用USB转串口TTL线将PA9与电脑相连。

1.2、代码实现
1.2.1、初始化串口
只需要USART1的发送，所以只初始化PA9，只开启发送使能。

复制

void usart_printf_init()

{

        GPIO_Config_T GPIO_ConfigStruct;

        USART_Config_T USART_ConfigStruct;



        RCM_EnableAPB2PeriphClock((RCM_APB2_PERIPH_T)(RCM_APB2_PERIPH_GPIOA | RCM_APB2_PERIPH_USART1));



        GPIO_ConfigStruct.mode = GPIO_MODE_AF_PP;

        GPIO_ConfigStruct.pin = GPIO_PIN_9;

        GPIO_ConfigStruct.speed = GPIO_SPEED_50MHz;

        GPIO_Config(GPIOA, &GPIO_ConfigStruct);



        USART_ConfigStruct.baudRate = 115200;

        USART_ConfigStruct.hardwareFlow = USART_HARDWARE_FLOW_NONE;

        USART_ConfigStruct.mode = USART_MODE_TX;

        USART_ConfigStruct.parity = USART_PARITY_NONE;

        USART_ConfigStruct.stopBits = USART_STOP_BIT_1;

        USART_ConfigStruct.wordLength = USART_WORD_LEN_8B;

        USART_Config(USART1, &USART_ConfigStruct);



        USART_Enable(USART1);

}

1.2.2、重定义 fputc
在fputc()函数中添加单个字节的发送代码。

复制

int fputc(int ch, FILE *f)

{

  while(USART_ReadStatusFlag(USART1, USART_FLAG_TXBE) == RESET);

  USART_TxData(USART1, ch);



  return ch;

}

1.2.3、勾选“Micro LIB” 或者定义 __stdout
完成了以上步骤，串口还不能输出信息，需要下面的步骤，下面两种方式二选一即可。
●启用微库，方法如下
从菜单栏依次点开： Projec -> Options for Target ' ' -> Target -> 勾选 Use Micro LIB。

●如果不想勾选 Use Micro LIB，则添加如下代码。

复制

struct __FILE

{

  int handle;

};

FILE __stdout;

1.3、测试效果
在程序中调用printf，为了一直能看到调试信息，在while(1)中每隔1秒输出一个递增的计数值，

复制

while(1)

{

  Delay();

  printf("%03d\r\n",LoopCount);

  LoopCount++;

}

打开串口调试助手，下载程序复位并运行，可以在上位机的接收窗口看到打印输出的信息。

二、通过Jlink的SWD接口
SWD是一种很常见的调试接口，只有两根线: 双向数据SWDIO、时钟SWCLK，除了用来调试，也可以用来作串口打印。
配合上位机“JLinkRTTViewer.exe”也可以实现和printf()一样的功能。

2.1、硬件连接
通过数据手册可看出: SWDIO与PA13相连、SWCLK与PA14相连。

2.2、代码实现
2.2.1、添加SEGGER_RTT源代码
这里用到了SEGGER的RTT技术，在Jlink的驱动安装目录"SEGGER\JLink_V600d\Samples\RTT\"下可以找到一个压缩包，解压得到文件夹“RTT”，
把RTT文件夹及其内部的源文件复制到我们的Keil工程目录下，添加这两个源文件。

2.2.2、调用 SEGGER_RTT_printf()
在要调用 SEGGER_RTT_printf() 的C文件中包含头文件：

复制

#include "SEGGER_RTT.h"

调用 SEGGER_RTT_printf()函数，其中第1个参数0代码端口，选0即可，后面的参数与printf()函数一样。

复制

SEGGER_RTT_printf(0,"APM32E103 printf test(SWD RTT)\r\n");

2.3、测试效果
打开 Jlink安装目录的工具 "SEGGER\JLink_V600d\JLinkRTTViewer.exe",按照下面这样设置，
目标芯片"Specify Target Device"因为这里没有Gheey，所以选择相似的 STM32F103VE。

连接Jlink，运行程序，可以看到“JLinkRTTViewer”的窗口中显示出了要打印输出的信息。

三、通过Jlink的SWO管脚
SWD模式的SWO脚是用来输出调试信息的，这个信号是可选的并不是SWD所必需的。

3.1、硬件连接
APM32E103是带有SWO脚的，SWO与PB3相连。

3.2、代码实现
3.2.1、使能跟踪调试引脚
参考用户手册“11 调试 MCU(DBGMCU)”章节，有对“DBGMCU_CFG”寄存器的描述，先使能“TRACE_IOEN”位。

复制

DBGMCU->CFG |= (1<<5);  //TRACE_IOEN 1：使能跟踪调试引脚

3.2.2 重定义 fputc
这里也是实现单个数据的发送，涉及到调试单元DBGMCU，以及内核的ITM，相关寄存器定义在 apm32e10x_dbgmcu.c 和 core_cm3.h 中。

复制

int fputc(int ch, FILE *f)

{         

  if(CoreDebug->DEMCR &  CoreDebug_DEMCR_TRCENA_Msk)

  {        

    while(ITM->PORT[0].u32 == 0);

    ITM->PORT[0].u8 = ch;

  }

  return(ch);

}

3.2.3 勾选“Micro LIB” 或者定义 __stdout
参考前面的1.2.3章节：