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[牛人杂谈] Keil重定向printf到串口UART输出

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 楼主| 玛尼玛尼哄 发表于 2018-6-20 17:05 | 显示全部楼层 |阅读模式
keil, printf, 串口UART, tc, 函数
下面是我搜索到的可以借鉴的讨论+我的评述

评述：在一个芯片系统里，uart的驱动是厂商自己写好的，那他们是怎么关联printf到uart的呢？有人说，printf最终是调用了putchar，我搜索了源码，没有这个函数，估计是开发工具，像KeilC u3，里面已经集成了putchar。于是我奇怪，这个工具怎么知道厂商哪个函数时uart的，有没有命名规则要求？好像没有，看了下面的讨论，估计是通过UART的收发寄存器来关联的。我猜想应该是在某个地方，keilc关联了系统的寄存器列表，找到了串口的寄存器的地址，然后putchar操作该寄存器，就相当于操作了厂商或者开发者自定义的uart_write_byte.uart_read_byte.

所以在keilc里，别人写好的系统，可以直接调用printf输出。我觉得要弄明白，得研究下keil是怎么处理库函数和寄存器的关系的。
其实也不用首先写一个数据到SBUF寄存器，只需在串口初始化后，加上一句TI=1;即可。原因是printf函数事实上是调用putchar输出字符的。之所以能输出到串口上，就是因为putchar函数把字符通过串口输出。
这是keil中putchar最简单的版本，其他版本也一样，看函数就明白为什么要先让TI=1;了，楼主写的那个SBUF=0，原理是相同的，写入了数据，那么TI就等于1了，然后就可以使用putchar函数和printf函数了。
putchar函数的源码在{keil安装目录下}\C51\LIB文件夹里的PUTCHAR.C文件里，另外在keil的帮助文档里有说明
复制
  1. char putchar (char c)  {
    

  2.   while (!TI);
    

  3.   TI = 0;
    

  4.   return (SBUF = c);
    

  5. }


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 楼主| 玛尼玛尼哄 发表于 2018-6-20 17:05 | 显示全部楼层
从下面这篇**中，我好像找到答案了
评述：我在某个CortextM3的源码里的debug.c找到了fputc。应该说，某些系统是通过fputc建立联系，而不是putchar的。如下：

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  1. void fputc_hook(char ch)
    

  2. {
    

  3.     if (DebugType == 0)
    

  4.     {
    

  5.         UARTWriteByte(ch, 1000);
    

  6.     }
    

  7.     else
    

  8.     {
    

  9.         VirtualUartWrite(ch);
    

  10.     }
    

  11. }
    


  12. 

  13. int fputc(int ch, FILE *f)
    

  14. {
    

  15.     uint8 dgbBuffer[DEBUG_TIME_LEN];
    

  16.     uint32 tmpcnt, i;
    


  17. 

  18.     if (ch == '\n')
    

  19.     {        
    

  20.         tmpcnt = SysTickCounter;
    

  21.         for (i = 0; i < DEBUG_TIME_LEN; i++)
    

  22.         {
    

  23.             dgbBuffer[i] = tmpcnt % 10;
    

  24.             tmpcnt = tmpcnt / 10;
    

  25.         }
    

  26.         
    

  27.         fputc_hook('\r');
    

  28.         fputc_hook('\n');
    

  29.         fputc_hook('[');
    

  30.         for (i = 0; i < DEBUG_TIME_LEN; i++)
    

  31.         {
    

  32.             fputc_hook(dgbBuffer[DEBUG_TIME_LEN - 1 -i]+0x30);
    

  33.             if (DEBUG_TIME_LEN - 1 -i == 2)
    

  34.             {
    

  35.                 fputc_hook('.');
    

  36.             }
    

  37.         }
    

  38.         fputc_hook(']');
    

  39.         
    

  40.         return OK;
    

  41.     }
    

  42.     
    

  43.     fputc_hook(ch);
    


  44. 

  45.     return OK;
    

  46. }
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 楼主| 玛尼玛尼哄 发表于 2018-6-20 17:06 | 显示全部楼层
在实际工作中，遇到了这么一个问题，需要向不同的串口传输ASCII码，无疑使用printf函数是最方便的。然而printf打印出的信息无法选择出口。在网上搜到的程序，printf要调用fputc函数发送字符。该函数如下：
复制
  1. int fputc(int ch, FILE *f)
    


  2. 

  3. {
    


  4. 

  5.   /* e.g. write a character to the USART */
    


  6. 

  7.   USART_SendData(USART1, (uint8_t) ch);
    


  8. 


  9. 

  10.   /* Loop until the end of transmission */
    


  11. 

  12.   while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET)
    


  13. 

  14.   {}
    


  15. 


  16. 

  17.   return ch;
    


  18. 

  19. }

入口参数有字符和字符要输出到的文件指针。根据搜索，printf函数输出到stdout，而fprintf可以指定字符到达的文件。可FILE结构体中，没有一个是与串口相关的。
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 楼主| 玛尼玛尼哄 发表于 2018-6-20 17:06 | 显示全部楼层
typedef struct {

  char *fpos; /* Current position of file pointer (absolute address) */

  void *base; /* Pointer to the base of the file */

  unsigned short handle; /* File handle */

  short flags; /* Flags (see FileFlags) */

  short unget; /* 1-byte buffer for ungetc (b15=1 if non-empty) */

  unsigned long alloc; /* Number of currently allocated bytes for the file */

  unsigned short buffincrement; /* Number of bytes allocated at once */

} FILE;


    该如何重定向呢？不知道。但有一个弥补的方法。

    自己定义n个FILE*指针，并任意赋值。在fputc中利用if..else来做判断，代码如下：


FILE* FileUart1 = (FILE*)0x19;

FILE* FileUart2 = (FILE*)0x28;

int fputc(int ch, FILE *f) {

  if ( f == FileUart1 ) {

    USART_SendData(COM_USART[0], (uint8_t) ch);

    while (USART_GetFlagStatus(COM_USART[0], USART_FLAG_TC) == RESET){}

  }

  else if ( f == FileUart2 ) {

    USART_SendData(COM_USART[1], (uint8_t) ch);

    while (USART_GetFlagStatus(COM_USART[1], USART_FLAG_TC) == RESET){}

  }

}


    这样，fprintf（FileUart1,...)和fprintf（FileUart2,...)便能向不同的串口发送数据。哈哈，虽然没有真正做到重定向，只是用了个歪招，但最初的目的还是达到了。

    如果哪位牛人能告知如何真正重定向，感激感激~~~~


    还要请问，如何使用__DEBUG__宏定义才能使fprintf("val is %d", val)或fprintf("val1 is %d, val2 is %d", val1, val2)在程序中任意被编译上或编译掉。当然，不包括#ifdef..#endif方法。不这么做就是为了代码清晰一些，便于阅读。谢谢啊~~
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xinpian101 发表于 2018-6-20 22:50 | 显示全部楼层
char putchar (char c)  {
。。。。。。。。。。
}
看来实现一个这个函数就行了啊
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zhuomuniao110 发表于 2018-6-20 23:52 | 显示全部楼层
复制
  1. /***********************************************************************/
    

  2. /*  This file is part of the C51 Compiler package                      */
    

  3. /*  Copyright KEIL ELEKTRONIK GmbH 1990 - 2002                         */
    

  4. /***********************************************************************/
    

  5. /*                                                                     */
    

  6. /*  PUTCHAR.C:  This routine is the general character output of C51.   */
    

  7. /*  You may add this file to a uVision2 project.                       */
    

  8. /*                                                                     */
    

  9. /*  To translate this file use C51 with the following invocation:      */
    

  10. /*     C51 PUTCHAR.C <memory model>                                    */
    

  11. /*                                                                     */
    

  12. /*  To link the modified PUTCHAR.OBJ file to your application use the  */
    

  13. /*  following Lx51 invocation:                                         */
    

  14. /*     Lx51 <your object file list>, PUTCHAR.OBJ <controls>            */
    

  15. /*                                                                     */
    

  16. /***********************************************************************/
    


  17. 

  18. #include <reg51.h>
    


  19. 

  20. #define XON  0x11
    

  21. #define XOFF 0x13
    


  22. 


  23. 

  24. /*
    

  25.  * putchar (full version):  expands '\n' into CR LF and handles
    

  26.  *                          XON/XOFF (Ctrl+S/Ctrl+Q) protocol
    

  27.  */
    

  28. char putchar (char c)  {
    


  29. 

  30.   if (c == '\n')  {
    

  31.     if (RI)  {
    

  32.       if (SBUF == XOFF)  {
    

  33.         do  {
    

  34.           RI = 0;
    

  35.           while (!RI);
    

  36.         }
    

  37.         while (SBUF != XON);
    

  38.         RI = 0; 
    

  39.       }
    

  40.     }
    

  41.     while (!TI);
    

  42.     TI = 0;
    

  43.     SBUF = 0x0d;                         /* output CR  */
    

  44.   }
    

  45.   if (RI)  {
    

  46.     if (SBUF == XOFF)  {
    

  47.       do  {
    

  48.         RI = 0;
    

  49.         while (!RI);
    

  50.       }
    

  51.       while (SBUF != XON);
    

  52.       RI = 0; 
    

  53.     }
    

  54.   }
    

  55.   while (!TI);
    

  56.   TI = 0;
    

  57.   return (SBUF = c);
    

  58. }
    


  59. 


  60. 


  61. 

  62. #if 0         // comment out versions below
    


  63. 

  64. /*
    

  65.  * putchar (basic version): expands '\n' into CR LF
    

  66.  */
    

  67. char putchar (char c)  {
    

  68.   if (c == '\n')  {
    

  69.     while (!TI);
    

  70.     TI = 0;
    

  71.     SBUF = 0x0d;                         /* output CR  */
    

  72.   }
    

  73.   while (!TI);
    

  74.   TI = 0;
    

  75.   return (SBUF = c);
    

  76. }
    


  77. 


  78. 

  79. /*
    

  80.  * putchar (mini version): outputs charcter only
    

  81.  */
    

  82. char putchar (char c)  {
    

  83.   while (!TI);
    

  84.   TI = 0;
    

  85.   return (SBUF = c);
    

  86. }
    


  87. 

  88. #endif
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zhuomuniao110 发表于 2018-6-20 23:54 | 显示全部楼层
看了楼主的总结，又去看了库函数，懂了。
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幸福小强 发表于 2018-6-21 17:49 | 显示全部楼层
总结到位，这个函数用的太多了。
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yiyigirl2014 发表于 2018-6-21 20:22 | 显示全部楼层
这个问题好深奥，我要试试
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dongliushui 发表于 2018-6-22 21:32 来自手机 | 显示全部楼层
学会了，以前这个我都是默认，没有修改过
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zhuomuniao110 发表于 2018-6-23 23:40 来自手机 | 显示全部楼层
需要看看这个怎么实现的
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zhuomuniao110 发表于 2018-6-23 23:40 来自手机 | 显示全部楼层
了解一下arm的软件架构
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