怎么解决STM32中不能使用printf函数的问题

Posted 2023-03-27

简单地说：想在mdk 中用printf，需要同时重定义fputc函数和避免使用semihosting(半主机模式），
标准库函数的默认输出设备是显示器，要实现在串口或LCD输出，必须重定义标准库函数里调用的与输出设备相关的函数.
例如:printf输出到串口，需要将fputc里面的输出指向串口(重定向),方法如下:
#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__ */
PUTCHAR_PROTOTYPE

/* Place your implementation of fputc here */
/* e.g. write a character to the USART */
USART_SendData(USART1, (uint8_t) ch);
/* Loop until the end of transmission */
while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET);
return ch;

因printf()之类的函数，使用了半主机模式。使用标准库会导致程序无法运行,以下是解决方法:
方法1.使用微库,因为使用微库的话,不会使用半主机模式.
方法2.仍然使用标准库,在主程序添加下面代码:
#pragma import(__use_no_semihosting)
_sys_exit(int x)

x = x;

struct __FILE

int handle;
/* Whatever you require here. If the only file you are using is */
/* standard output using printf() for debugging, no file handling */
/* is required. */
;
/* FILE is typedef’ d in stdio.h. */
FILE __stdout;
如果使用的是MDK，请在工程属性的“Target“-》”Code Generation“中勾选”Use MicroLIB；今天参考了一下论坛，使用微库可以很好的解决这个问题。
2.另一种方法：（其实大同小异）
需要添加以下代码
(论坛里应该有完整介绍这个的帖子，但是我没搜到，也许是沉了。)
#pragma import(__use_no_semihosting)
/******************************************************************************
*标准库需要的支持函数
******************************************************************************/
struct __FILE

int handle;
/* Whatever you require here. If the only file you are using is */
/* standard output using printf() for debugging, no file handling */
/* is required. */
;
/* FILE is typedef’ d in stdio.h. */
FILE __stdout;

/// <summary>
/// 定义_sys_exit()以避免使用半主机模式
/// </summary>
/// <param name="x"></param>
/// <returns></returns>
_sys_exit(int x)

x = x;


int fputc(int ch, FILE *f)

//USART_SendData(USART1, (u8) ch);
USART1->DR = (u8) ch;

/* Loop until the end of transmission */
while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET)



return ch;

semihosting的作用，介绍如下
Semihosting is a mechanism for ARM targets to communicate input/output requests
from application code to a host computer running a debugger. This mechanism could be
used, for example, to allow functions in the C library, such as printf() and scanf(), to use the screen and keyboard of the host rather than having a screen and keyboard on the target system.
This is useful because development hardware often does not have all the input and
output facilities of the final system. Semihosting allows the host computer to provide these facilities.
Semihosting is implemented by a set of defined software interrupt (SWI) operations.
The application invokes the appropriate SWI and the debug agent then handles the SWI
exception. The debug agent provides the required communication with the host.
In many cases, the semihosting SWI will be invoked by code within library functions. The application can also invoke the semihosting SWI directly. Refer to the C library descriptions in the ADS Compilers and Libraries Guide for more information on support for semihosting in the ARM C library.
按我的理解，这个模式是用来调试的，通过仿真器，使用主机的输入输出代替单片机自己的，也就是说即便单片机没有输出口也能printf到电脑上。反过来，由于这个模式更改了printf（）等的实现方式，输入输出就不走单片机的外设了，所以只重定义fputc不起作用。

用代码关闭此模式后，需要同时更新一下__stdout 和__stdin 的定义，所以有后面的语句。

以上仅为个人理解，如有错误请指正。

另外，勾选microlib之后，也许编译的时候就不把开启semihosting的文件包进去了，所以没事。

C库函数重定向：
用户能定义自己的C语言库函数，连接器在连接时自动使用这些新的功能函数。这个过程叫做重定向C语言库函数，如下图所示。
举例来说，用户有一个I/O设备(如UART)。本来库函数fputc()是把字符输出到调试器控制窗口中去的，但用户把输出设备改成了UART端口，这样一来，所有基于fputc()函数的printf()系列函数输出都被重定向到UART端口上去了。
下面是实现fputc()重定向的一个例子：
externvoidsendchar(char*ch);
intfputc(intch,FILE*f)
｛/*e.g.writeacharactertoanUART*/
chartempch=ch;
sendchar(&tempch);
returnch;
｝
这个例子简单地将输入字符重新定向到另一个函数sendchar()，sendchar()假定是个另外定义的串口输出函数。在这里，fputc()就似乎目标硬件和标准C库函数之间的一个抽象层。 参考技术A stm32用printf函数将结果从串口输出，在电脑上你用“超级终端”或者“串口调试助手”都没问题。只不过“超级终端”的显示更好看一些。

TrueStudio开发工具：printf函数输出使用没方向，怎么办？

在TrueStudio开发工具中使用printf函数如果第一次接触可能会找不到方向，现将最近刚刚接触STM32CubeMX配置生成TrueStudio工程串口打印的使用过程进行如下说明。

1

STM32CubeMX创建基本工程打开软件在Pinout选项卡下按照如图选择配置串口1。

A、选择系统时钟来源外部晶振

B、此处我现在JLINK的SWD模式做程序的调试，所以选择如下：

C、串口1配置为异步通信模式

2

配置单片机运行频率按照下图设置为主频72Mhz。

3

在Configuration选项卡下配置串口相关参数

点开USART1，

就此基本配置完成，现在开始生成TrueStudio工程，打开工程设置设置程序工程保存的路劲、名称、环境支持堆栈大小设置、.c/.h文件独立创建等设置。如下图：

设置完成，点击如下图标开始生成工程。

生成工程编译无误

4

开始编写及设置让你的程序支持printf输出

首先我在usart.c中添加如下函数即可让TrueStudio支持printf输出  注意：代码必须添加在USER

  // 注意下面第一个参数是&huart1，因为STM32CubeMX配置了串口1自动生成的

就此便可直接通过printf输出数据但是没法输出浮点数，我们可以进行如下设置即可完美支持浮点数的输出。在工程属性下找到C/C++Build --Settings--C Linker--Miscellaneous---Other oprtions 选项空中填写：-u_printf_float即可。到此为止TrueStudio即可支持printf的所有数据类型输出。

程序输出：

效果图如下：

找到了方向，便要付之行动。      

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