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，请到DigiKey技术论坛查看文章在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。

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）。

图2：纳入stdio库

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;

}

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 %c\n", 'a', 65);

printf("Decimals: %d %ld\n", 1977, 650000L);

printf("Preceding with blanks: %10d\n", 1977);

printf("Preceding with zeros: %010d\n", 1977);

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

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

printf("Width trick: %*d\n", 5, 10);

printf("%s\n", "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）。

图4：未启用浮点格式化支持的输出示例

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。

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。

图6：启用浮点格式化支持的输出示例

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