Usart与Printf函数重定向

本小节教你使用 STM32CubeMX 软件配置 MiaowLabs-STM32F1-Micro 核心板的 Usart1 的底层驱动，并使用 MDK-ARM 5.17 编写代码对 Printf 函数进行重定向，实现使用 Printf 函数通过 Usart1 发送数据到上位机的功能。

预先了解

MiaowLabs-STM32F1-Micro 核心板板载 CP2102 USB to TTL 芯片，该芯片连接 STM32F103C8T6 芯片的 Usart1 引脚。

具体步骤

进入我们上一小节修改过的 MiaowLabs-Demo 文件夹，找到 MiaowLabs-Demo.ioc 工程文件，双击，打开工程。在左侧 Pinout&Configuration 界面中的 Connectivity 下拉中点击 USART1，然后在 USART1 Mode and Configuration 的 Mode 中选择 Asynchronous。Asynchronous 为异步通信的意思。Parameter Setting（基础设置）为默认设置，其中波特率为 115200 Bits/s，字节长度为 8 Bits。

点击 NVIC Setting，对 USART1 global interrupt 的选择框打钩，启用 USART1 的全局中断。

在 Project Manager 的 Code Generator 中勾选 generate periheral initialization as apair of “.c/.h” files per periheral，可以让每个外设都生成一个文件，不用全部都堆在 Main.c 文件中。我们的前两个实验都只是配置 GPIO 外设，所以没勾选该选项也没问题。但是，现在我们的外设用到了 Usart，在使用较多外设的情况下，应该勾选该选项。

点击 GENERATE CODE，重新生成代码。

打开 MDK-ARM 工程，你会发现在左侧栏的 Application/User 文件夹中多了 gpio.c 和 usart.c 文件，这是因为我们刚才勾选了 generate periheral initialization as apair of “.c/.h” files per periheral，STM32CubeMX 会把我们用到的外设都单独生成一个文件（在这里我们只用到了 GPIO 和 USART），方便我们另行修改。而且，你在 Main 函数中会发现多了初始化函数 MX_USART1_UART_Init()，即 USART1 的初始化函数。

在实际项目中通常使用串口打印调试信息进行 Debug，调试 STM32 的时候，需要标准库里面的 printf函数。我们使用 STM32CubeMX 生成工程，HAL_USART_Transmit 函数即是工程里串口输出的函数。由于printf 最终是调用 fputc 输出数据，而 fputc 是一个 weak（弱引用）函数，覆写即可重定向 printf。

注意，在 MDK-ARM 工程里要把 USE MicroLIB 选上。

打开 usart.c，在 /* USER CODE BEGIN 0 */ 和 /* USER CODE END 0 */ 把标准输入输入头文件 stdio.h 加进去，并且加入以下代码：

#ifdef __GNUC__
/* With GCC/RAISONANCE, small printf (option LD Linker->Libraries->Small printf
set to 'Yes') calls __io_putchar() */
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif /* __GNUC__ */

在 /* USER CODE BEGIN 1 */ 和 /* USER CODE END 1 */ 之间加入以下代码：

/**
* @brief  Retargets the C library printf function to the USART.
* @param  None
* @retval None
*/
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
    /* Place your implementation of fputc here */
    /* e.g. write a character to the EVAL_COM1 and Loop until the end of transmission */
    HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);

    return ch;
}

到这步，就搞掂了 printf 函数的重定向。接下来，就是我们如何使用 printf 函数的问题了。

在主函数 main 里面的主循环中加入以下代码：

    if(g_iButtonState == 1){            
        HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port,LED_Pin);//翻转LED引脚（PB12）的电平
        printf("LED GPIO TOGGLE! \n");//打印一次 LED GPIO TOGGLE! 文字出来        
    }

这段代码的意思是，我们按一下用户按键，控制 LED 亮灭，同时每按一次按钮，都会打印 LED GPIO TOGGLE! 这段话出来。

代码已经编写好了。这时候，点击编译按钮，会提示没有错误和警告。

先把代码烧录进 MiaowLabs-STM32F1-Micro 核心板，接着，用数据线接上 MiaowLabs-STM32F1-Micro 核心板，然后打开喵呜地面站（曾用名：喵呜多功能调试助手）或其他任意串口助手，设置波特率为 115200 ，校验位为无校验，停止位为 1 位，选择文本模式，点击打开串口，这时每按一下用户按键，都能看到打印出 LED GPIO TOGGLE!。