单片机编程软件很简单(15)，Keil单片机编程软件库函数、寄存器关系
单片机编程软件的使用频率极高，采用单片机编程软件，可制造诸多系统。对于单片机编程软件，小编做过诸多介绍。本文对于单片机编程软件的介绍基于Keil，主要在于介绍该单片机编程软件是如何处理库函数以及寄存器的关系的。如果你对本文即将探讨的内容存在兴趣，不妨继续往下阅读哦。
在一个芯片系统里，uart的驱动是厂商自己写好的，那他们是怎么关联printf到uart的呢?有人说，printf最终是调用了putchar，小编搜索了源码，没有这个函数，估计是开发工具，像KeilC u3，里面已经集成了putchar。于是小编奇怪，这个工具怎么知道厂商哪个函数时uart的，有没有命名规则要求?好像没有，看了下面的讨论，估计是通过UART的收发寄存器来关联的。小编猜想应该是在某个地方，keilc关联了系统的寄存器列表，找到了串口的寄存器的地址，然后putchar操作该寄存器，就相当于操作了厂商或者开发者自定义的uart_write_byte.uart_read_byte.
在你配置完串口的时候首先写一个数到SBUF寄存器中然后在用printf函数打印就可以，当让这个顺序是不可以变的，如果你想在追问细节为什么，小编只能告诉你这应该是开发环境决定的，这一点小编就理解这么多，如果有大侠给出更好的解释小编也一起共勉。
其实也不用首先写一个数据到SBUF寄存器，只需在串口初始化后，加上一句TI=1;即可。原因是printf函数事实上是调用putchar输出字符的。之所以能输出到串口上，就是因为putchar函数把字符通过串口输出。这是keil中putchar最简单的版本，其他版本也一样，看函数就明白为什么要先让TI=1;了，楼主写的那个SBUF=0，原理是相同的，写入了数据，那么TI就等于1了，然后就可以使用putchar函数和printf函数了。putchar函数的源码在{keil安装目录下}\C51\LIB文件夹里的PUTCHAR.C文件里，另外在keil的帮助文档里有说明。
char putchar (char c) {
while (!TI);
TI = 0;
return (SBUF = c);
}
小编在某个CortextM3的源码里的debug.c找到了fputc。应该说，某些系统是通过fputc建立联系，而不是putchar的。如下：
void fputc_hook(char ch)
{
if (DebugType == 0)
{
UARTWriteByte(ch, 1000);
}
else
{
VirtualUartWrite(ch);
}
}
int fputc(int ch, FILE *f)
{
uint8 dgbBuffer[DEBUG_TIME_LEN];
uint32 tmpcnt, i;
if (ch == '\n')
{
tmpcnt = SysTickCounter;
for (i = 0; i < DEBUG_TIME_LEN; i++)
{
dgbBuffer[i] = tmpcnt % 10;
tmpcnt = tmpcnt / 10;
}
fputc_hook('\r');
fputc_hook('\n');
fputc_hook('[');
for (i = 0; i < DEBUG_TIME_LEN; i++)
{
fputc_hook(dgbBuffer[DEBUG_TIME_LEN - 1 -i]+0x30);
if (DEBUG_TIME_LEN - 1 -i == 2)
{
fputc_hook('.');
}
}
fputc_hook(']');
return OK;
}
fputc_hook(ch);
return OK;
}
在实际工作中，遇到了这么一个问题，需要向不同的串口传输ASCII码，无疑使用printf函数是最方便的。然而printf打印出的信息无法选择出口。在网上搜到的程序，printf要调用fputc函数发送字符。该函数如下：
int fputc(int ch, FILE *f)
{
/* 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;
}
入口参数有字符和字符要输出到的文件指针。根据搜索，printf函数输出到stdout，而fprintf可以指定字符到达的文件。可FILE结构体中，没有一个是与串口相关的。
typedef struct {
char *fpos; /* Current position of file pointer (absolute address) */
void *base; /* Pointer to the base of the file */
unsigned short handle; /* File handle */
short flags; /* Flags (see FileFlags) */
short unget; /* 1-byte buffer for ungetc (b15=1 if non-empty) */
unsigned long alloc; /* Number of currently allocated bytes for the file */
unsigned short buffincrement; /* Number of bytes allocated at once */
} FILE;
该如何重定向呢?自己定义n个FILE*指针，并任意赋值。在fputc中利用if..else来做判断，代码如下：
FILE* FileUart1 = (FILE*)0x19;
FILE* FileUart2 = (FILE*)0x28;
int fputc(int ch, FILE *f) {
if ( f == FileUart1 ) {
USART_SendData(COM_USART[0], (uint8_t) ch);
while (USART_GetFlagStatus(COM_USART[0], USART_FLAG_TC) == RESET){}
}
else if ( f == FileUart2 ) {
USART_SendData(COM_USART[1], (uint8_t) ch);
while (USART_GetFlagStatus(COM_USART[1], USART_FLAG_TC) == RESET){}
}
}
这样，fprintf(FileUart1,...)和fprintf(FileUart2,...)便能向不同的串口发送数据。虽然没有真正做到重定向，但最初的目的还是达到了。