分享一下單片機自定義printf函數

微信公眾號 | strongerHuang

單片機學習、做項目，經常都會用到類似 printf 這種打印輸出的時候。

比如：

• 打印輸出日志信息

打印輸出調試信息查看實時數據等

而 printf 用的最多的就是UART（重定向串口）?。其實除了串口，也可以使用其他底層接口，I2C、SPI、CAN等這些常見通信接口也是可以的。

因為CAN的通信速率相對更高，我之前很多項目不管是傳輸數據，還是輸出信息都用到 CAN 總線進行通信。所以，其實底層也可以“重定向CAN”

單片機printf打印輸出

單片機 printf 打印輸出，最常見的一種是使用UART串口重定向，然后使用微庫，比如Keil環(huán)境下，只需要在配置界面勾選“微庫”即可：

然后串口進行重定向：

#include <stdio.h>
int fputc(int ch, FILE *f){??USART_SendChar((uint8_t)ch);
  return ch;}

經過上述簡單配置，即可在應用中直接調用 printf 函數：

printf("公眾號：strongerHuang");

以上只是最常見的一種方法，其實單片機打印輸出還有很多方法：1.UART打印輸出；2.仿真打印輸出；3.SWO打印輸出；4.JLink-RTT打印輸出

單片機常見自定義printf函數

上面分享的 printf 打印輸出都是標準的方法，有些時候，這些標準的方法可能不適合當前的項目。

比如內存、Flash不足了，輸出的方式不能滿足等，這個時候，就需要自定義printf函數了。這里簡單分享一下常見的方式。

1、底層通信函數

UART串口是最常見的一種printf通信接口，其實，CAN這種通信速率更高的接口也是可以的。

USART_SendChar((uint8_t)ch);
//或者CAN總線作為通信接口
CAN_SendChar((uint8_t)ch);

2、重定向底層通信接口

這里是通過UART串口重定向實現一些基礎的字符和字符串輸出函數。

void putchar(char c){  USART_SendChar(c);} void puts(const char *str){  while(*str)  {    putchar(*str++);  }  putchar('n');}

3、實現整數輸出

我們這里使用簡單的 itoa（整數轉字符串）算法。

void print_int(int num){  char buffer[12];  char *ptr = buffer + 11;  char is_negative = 0;
  if (num < 0) {      is_negative = 1;      num = -num;  }
  *ptr = '';  do {      *--ptr = (num % 10) + '0';      num /= 10;  } while (num);
  if (is_negative) {      *--ptr = '-';  }
  puts(ptr);}

4、實現小數點輸出

如果需要支持小數輸出，可以添加一個簡單的浮點數打印函數。但是，考慮到有些單片機不支持浮點運算硬件，這里使用定點數（整數和小數部分分離）來實現。

void print_fixed_point(int num, int fraction_digits){  int integer_part = num / (int)pow(10, fraction_digits);  int fractional_part = num % (int)pow(10, fraction_digits);
  print_int(integer_part);  putchar('.');
  for (int i = 0; i < fraction_digits; i++)  {    fractional_part *= 10;    putchar((fractional_part / (int)pow(10, fraction_digits - i)) + '0');  }}

5、自定義封裝成 printf 風格的函數

將以上函數封裝成一個類似 printf 的函數。為了簡單說明案例，這里只支持 %d 和 %f（使用定點數）格式說明符。

void my_printf(const char *format, ...){  va_list args;  va_start(args, format);
  const char *ptr = format;  while (*ptr)  {      if (*ptr == '%')      {          ptr++;          switch (*ptr)          {              case 'd':              {                  int num = va_arg(args, int);                  print_int(num);                  break;              }              case 'f':              { // 使用定點數表示                  int num = va_arg(args, int); // 整數部分和小數部分合并的定點數                  int fraction_digits = va_arg(args, int); // 小數位數                  print_fixed_point(num, fraction_digits);                  break;              }              default:                  putchar('%');                  putchar(*ptr);                  break;          }      } else {          putchar(*ptr);      }      ptr++;  }
  va_end(args);}

最后，printf的基本功能就實現了。。。

最最后要說明一下，這里舉例只是簡單給大家說明原理，真正項目，其實還需要添加很多內容，比如：串口發(fā)送超時、參數驗證等容錯設計。