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遇到这种情况 你需要添加这几行代码

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elephant00|  楼主 | 2024-2-19 12:18 | 显示全部楼层 |阅读模式

问:在STM32上轻松使用printf函数

除了点亮LED外,向串行控制台发送打印信息可能是调试嵌入式项目时最简单、最直接且最常用的技术。虽然大多数平台都拥有可以在UART总线上传输数据的API,但它们在功能和普及度上都逊于printf() 函数。但在嵌入式C应用应用中仅仅利用此函数包含stdio 库是远远不够的。在STM32项目中,我们还需要额外添加几行代码。


如果你希望在UART总线上 传输 和 接收 格式化数据,请查看附属文章在STM32上轻松使用scanf !

步骤

此程序涵盖了配置和启用适当的UART外设的预备步骤、将该UART实例映射到printf() 函数的主要步骤,以及用于打印浮点数的可选辅助步骤。本文适用于使用STM32CubeIDE 20(版本1.11.2)开发的项目,但也可以展开以用于其他环境。

0  建立UART实例

为了在接下来的步骤中正确地使用stdio 库中的printf() 函数,我们必须配置一个UART(或USART)外设以传输格式化字符串。通常情况下,在ST开发板上操作时,应选择可以连接到ST-LINK编程器/调试器RX和TX引脚的UART外设。因为,这样可以通过ST-LINK的USB虚拟COM端口桥接将字符串发送到串行控制台。幸运的是,在STM32CubeIDE或STM32CubeMX中启动新项目时,该UART实例已默认配置完毕!作为程序员,你只需要留意已经配置的具体UART,然后继续下一步操作即可。

对于那些已有项目但未配置UART的用户,只需打开项目的.ioc 文件,并按照图1所示进行修改即可。具体来说,

选择适当的外设实例

设置模式和配置参数(通常使用的设置如图1所示)

确保将适当的GPIO引脚配置为UART RX和TX。

完成后,保存.ioc 文件以生成项目的代码。

2917965d2d67129f5d.png

图 1 : 启用和配置所需的U(S)ART外设的示例

1  重新定向printf() 至UART实例

UART准备就绪后,只需添加几行代码即可添加printf() 。

a. 将#include <stdio.h> 添加到main.c 文件顶部的“包含”部分中(图2)。

101765d2d6826d7c9.png

图2:纳入stdio库


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elephant00|  楼主 | 2024-2-19 12:19 | 显示全部楼层

b. 在main.c 文件中,将以下代码复制并粘贴到main() 函数前、UART句柄声明之后的位置。你可以选择“私有函数原型”部分,如下图3所示。请注意,UART句柄必须从&huart?更改为所需UART外设的句柄(例如 &huart2)。

#ifdef __GNUC__

#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)

#else

#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)

#endif

PUTCHAR_PROTOTYPE

{

HAL_UART_Transmit(&huart?, (uint8_t *)&ch, 1, HAL_MAX_DELAY);

return ch;

}

9600265d2d6b79b79e.png

图3:将重新定向代码添加到main.c文件中

printf() 函数现在应该可以按预期运行了,除了浮点格式说明符。要启用这些格式说明符,请继续下一步。

2  启用浮点支持(可选)

为了说明浮点格式化的问题,我们可以使用printf() 参考页面提供的示例代码。

printf("Characters: %c %cn", 'a', 65);

5819065d2d6c5bcae9.png

图4:未启用浮点格式化支持的输出示例

printf("Decimals: %d %ldn", 1977, 650000L);

p rintf("Preceding with blanks: %10dn", 1977);

printf("Preceding with zeros: %010dn", 1977);

printf("Some different radices: %d %x %o %#x %#on", 100, 100, 100, 100, 100);

printf("floats: %4.2f %+.0e %En", 3.1416, 3.1416, 3.1416);

printf("Width trick: %*dn", 5, 10);

printf("%sn", "A string");

在将此代码添加到项目后,系统会显示警告,说明“不支持浮点格式化”。如果我们继续构建并运行项目,串行控制台上的输出将确认不会打印浮点数(图4)。


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elephant00|  楼主 | 2024-2-19 12:20 | 显示全部楼层

如果你的应用中未使用浮点数,那这可能就不是什么问题。但如果你需要使用浮点数,则可在“项目资源管理器”(Project Explorer)中右键单击项目名称,并选择属性(Properties ) 。在“C / C ++ Build”类别下选择设置(Settings ) ,并在工具设置选项卡下选择MCU( MCU Settings) 设置 。勾选“从newlib-nano使用printf的浮点数”旁边的复选框,如下图5所示。点击应用并关闭( Apply and Close ) 。

请注意,启用printf() 的浮点格式化支持将消耗相当数量的额外内存。具体来说,除了在未启用浮点支持时printf() 函数所消耗的内存之外,启用后还将消耗约0.35 KB的RAM和10.30 KB的闪存,这对低端设备而言已经是个问题。

1725065d2d6e320aee.png

图5:启用浮点格式化支持

现在,在重新构建项目并运行代码后,浮点数值已经正确格式化,并如图6所示。

5724365d2d6ffdee47.png

图6:启用浮点格式化支持的输出示例


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