STM32使用UART发送字符串与printf输出重定向

只看该作者 · 2025-1-3 09:02

首先我们先看STM32F103C8T6的电路图

由图可知，其PA9和PA10引脚分别为UART的TX和RX(注意：这个电路图是错误的，应该是PA9是X而PA9是RX，我们看下图的官方文件可以看出)，那么接下来我们应该找到该引脚的定义是什么，请参考STM32F103Cx手册，找到pin definitions。

STM32系列集成了很多个UART接口，如UART1、UART2等，每个都可以独立配置和使用来与其他设备进行通信。UART1只是这些可用UART接口中的一个实例。

可以看到PA9和PA10使用的是UART1，配置外设第一件事情就是找所对应的时钟，因此接下来是根据接口来找对应的时钟。还是在

手册中，查找"performance line block diagram"，如下图：

由图可知，USART1挂载在APB2总线上，因此如果我们需要该接口，则需要使能该时钟。根据STM32标准库手册

，找到使能时钟所需的函数。

代码如下：

void Uart1_Configuration(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);

// 配置PA9，作为TX，使用的是复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
// 配置PA10，作为RX，使用的是浮空输入，因为可能输入高电平也可能输入低电平
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

// 配置UART
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; // 数据位长度
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

配置好端口后，那么就应该发送数据了，同样的发送数据也应该去标准库函数中找相应的函数。需要提醒的，我们主要是使用printf函数来测试uart接口的功能，, 而printf函数的标准输出设备是显示屏，因此需要将输出重定向到uart口上而不是显示屏上，就需要重写printf，但是，prinft只是一个函数宏，实际靠的还是fputc，所以总的来说还是要重写fputc。

代码如下:

// 输出从标准输出设备重定向到UART, 函数原型是int fputc (int c, FILE *fp)而不是int fputc (char c, File *fp)
// printf函数的一个个字符输出到UART
int fputc (int c, FILE *fp)
{
while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) != SET); // TXE = Transmit Data Register Empty
USART_SendData(USART1, c);
while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) != SET); // TC = Transmission Complete

return 0;
}
配置好uart口以及进行输出重定向后，只要调用就可以实现printf输出到uart口了。

#include "bsp_SysTick.h"
#include "bsp_uart.h"

int main(void)
{
int i = 0;

SysTick_Configuration();

Uart1_Configuration();

while(1)
{
printf("Hello world\n");
printf("i = %d\n", i++);
Delay_us(1000000); // 等待1秒，该函数是通过cortex的SysTick来编写的，这里的主要作用就只是延迟而已
}
}

需要特别注意的是，如果你使用调试器进行Download，也就是下图这个东西，那么使用的将是半主机模式。

下面简单介绍什么是半主机模式：

启用半主机模式：

单片机上的程序遇到I/O调用时(比如printf)，会通过调试接口将这些请求转发给宿主机上的调试器处理。

关闭半主机模式：

单片机上的程序必须自己处理所有的I/O操作，或者通过预定义的硬件接口与其他设备通信。

因此，我们如果使用调试器（或者叫做仿真器）进行测试调试代码的话，想要有数据从单片机的uart口输出，那么我们应该关闭半主机模式。

如何关闭：

这样应该就可以解决串口助手看不到数据的问题了。
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