stm8——串口printf的实现

串口通信是单片机学习的一个最基本、最重要的功能之一。串口可以间接的当做调试接口使用,实现单片机与电脑之间的通信。还可以与一些模块(比如蓝牙、wifi)通信,也可以作为和其他单片机通信的工具。作为开发者,熟悉串口是必须的。

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STM8L的USART特性:
stm8——串口printf的实现_第1张图片

我们在使用串口的时候,主要关心:波特率、停止位、奇偶校验位。
再次就是怎样接收、发送数据。常用:阻塞式发送数据、中断方式接收数据。

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在单片机的调试过程中经常会要适时地输出变量的值,这时printf函数是一个非常好的选择;对于一般的单片机只有串口可以与外界进行通信,所以我们需要将printf函数重定向到串口。
如何实现重定向c库函数printf到USART1函数?
不管printf函数多么复杂,最终调用的是purchar函数,所以我们只要重新定义putchar函数即可。

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使用到的库如下:
stm8——串口printf的实现_第2张图片

外设在使用前,都必须使能对应的外设时钟。为了cpu的低功耗,板子上默认的外设都是关闭的,否则板子一上电所有的外设都启动了功耗相对就高了,因此我们在使用的时候,用到哪一个外设就开启使能哪一个外设的时钟。

usart.h:

#ifndef __USART_H
#define __USART_H

#include "stm8l15x.h"

#define BAUDRATE 115200
#define SIZE 128

/*定义一个结构体,存放串口相关变量*/
typedef struct uart_rxbuf_s
{
  uint8_t               buf[SIZE];  /* 串口接收数据的buffer*/
  uint32_t              len;      /* 数据的长度 */
}uart_rxbuf_t;

extern uart_rxbuf_t  g_uart_rxbuf;  /*定义一个结构体变量g_uart_rxbuf,会用以访问结构体里的成员*/

extern void uart_init(void);  /*串口初始化函数声明*/
extern void uart_send(char *buf, int len);/*串口发送函数声明*/
extern int uart_getchar(void);/*接收*/

#endif

usart.c:

void uart_init(void)
{
  /*buffer先清零*/
  memset(&g_uart_rxbuf, 0, sizeof(g_uart_rxbuf));
  /*使能usart时钟*/
  CLK_PeripheralClockConfig(CLK_Peripheral_USART1, ENABLE);
  /*TXD */
  GPIO_Init(GPIOC, GPIO_Pin_2, GPIO_Mode_Out_PP_High_Fast);
  /*RXD*/
  GPIO_Init(GPIOC, GPIO_Pin_3, GPIO_Mode_In_PU_No_IT);
  /*复位*/
  USART_DeInit(USART1);

  /*配置串口*/
  USART_Init(USART1, BAUDRATE, USART_WordLength_8b, USART_StopBits_1, USART_Parity_No, 
             (USART_Mode_TypeDef)(USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx));

  /*开启总中断,也可以放到main.c里*/
  enableInterrupts();
  /*开启接收中断*/
  USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
  /*打开串口*/
  USART_Cmd(USART1, ENABLE);

  USART_SendData8(USART1, '\r');
  /*用于检查串口UART1是否发送完成,完成时,TC中断标志置位,退出轮询等待*/
  while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET);

}

/*系统printf函数实现*/
int putchar(int c)
{
  if('\n' == (char)c)
  {
    USART_SendData8(USART1, '\r');
    while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET);
  }
  USART_SendData8(USART1, c);
  while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET);

  return (c);
}

void uart_send(char *buf, int len)
{
  int i;
  /*把要发送的数据放入缓冲区,然后将缓冲区的数据发送到寄存器DR*/
  for(i=0; iDR = (unsigned char)buf[i];
    /*用于检查串口UART1是否发送完成,完成时,TC中断标志置位,退出轮询等待*/
    while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET);  
  }
}

int uart_getchar(void)
{
  int c;

  /* 循环,直到读取数据寄存器标志被设置 */
  while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) == RESET);  
  c = USART_ReceiveData8(USART1); 

  /* 返回接收的数据 */
   USART_SendData8(USART1, c); 
   while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET);    

  return (c);   
}

时钟配置:
sysclock.h:

#ifndef __SYSCLOCK_H
#define __SYSCLOCK_H

#include "stm8l15x.h"

void sys_clk_init();

#endif

sysclock.c:

#include "sysclock.h"
#include "stm8l15x_clk.h"
void sys_clk_init(void)
{
  CLK_SYSCLKDivConfig(CLK_SYSCLKDiv_1);/*高速内部时钟分频器:1  =>即16M*/
  /*选择高速外部时钟信号作为系统时钟源*/
  CLK_SYSCLKSourceSwitchCmd(ENABLE);
  CLK_SYSCLKSourceConfig(CLK_SYSCLKSource_HSE);

  while (CLK_GetSYSCLKSource() != CLK_SYSCLKSource_HSE)
  {}
}

发送数据不需要中断,但是接收数据需要利用中断来处理,这样效率比较高,我们只需要填充stm8l15x_it.c里的代码。这个是中断程序的源文件,在编写应用的过程中,需要根据需求改动,以便在自己的程序中使用中断功能。
部分代码:

/**
  * @brief USART1 RX / Timer5 Capture/Compare Interrupt routine.
  * @param  None
  * @retval None
  */
INTERRUPT_HANDLER(USART1_RX_TIM5_CC_IRQHandler, 28)
{
/* 缓冲区是否已满,满的话就丢弃 */
  if(g_uart_rxbuf.len>=sizeof(g_uart_rxbuf.buf))
  {
     USART_ReceiveData8(USART1); /* 丢掉 */
     return ;
  }

  g_uart_rxbuf.buf[g_uart_rxbuf.len++] = USART_ReceiveData8(USART1); /*接收数据*/
}

main.c:
这里只做了简单的printf打印:

#include "stm8l15x.h"
#include "usart.h"
#include "sysclock.h"
#include "stdio.h"


int main( void )
{
  sys_clk_init();
  uart_init();

  uart_send("abc", 3);
  int i;
  for(i=0; i<5; i++)
  {
    printf("\ntest,test\n");
  }
  printf("\ntest finshed!\n");

  return 0;
}

测试结果:
stm8——串口printf的实现_第3张图片
若有什么功能要在主函数的while(1)做的,可以再实现,这里只是测试一下printf,所以没有写while。

总结:
程序从main.c进入
1、引脚初始化;
2、时钟初始化;
3、配置芯片的UART模块;
4、若有串口数据进来,会触发中断函数,执行中断,把接收到的数据取出来,再通过发送函数发送出去;

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