Keil MDK 中利用串口及c标准库函数printf为cortex-m3做调试输出（lpc1788）

摘要：

c标准库的printf是输出给显示器的，将printf函数进行修改，使其输出重定向至串口，就能实现目的。printf函数调用fputc函数完成实质输出单一字符的工作，因此将fputc函数修改使之完成串口单字符发送工作即可。

注：

本文方法性内容主要来自《Keil MDK环境下使用printf函数的解决方法》与《STM32串口使用Printf()函数问题》。除使用c标准库外，还可以使用keil mdk提供的microLib，在STM32串口使用Printf()函数问题》一文有介绍，另外，该文同时也提到如果使用c标准库函数，则要避免链接使用半主机模式的函数，retarge.c文件中的#pragma import(__use_no_semihosting_swi) 和_sys_exit函数实现就是来确保不链接半主机模式函数的。

实现步骤：

1. keil MDK已经为我们提供了这样的接口文件：

文件位置：C:\Keil\ARM\Startup，（C:\Keil\为我的keil安装根目录）

文件名：Retarget.c

文件内容：

/******************************************************************************/

/* RETARGET.C: 'Retarget' layer for target-dependent low level functions      */

/******************************************************************************/

/* This file is part of the uVision/ARM development tools.                    */

/* Copyright (c) 2005 Keil Software. All rights reserved.                     */

/* This software may only be used under the terms of a valid, current,        */

/* end user licence from KEIL for a compatible version of KEIL software       */

/* development tools. Nothing else gives you the right to use this software.  */

/******************************************************************************/



#include <stdio.h>

#include <time.h>

#include <rt_misc.h>



#pragma import(__use_no_semihosting_swi)





extern int  sendchar(int ch);  /* in Serial.c */

extern int  getkey(void);      /* in Serial.c */

extern long timeval;           /* in Time.c   */





struct __FILE { int handle; /* Add whatever you need here */ };

FILE __stdout;

FILE __stdin;





int fputc(int ch, FILE *f) {

  return (sendchar(ch));

}



int fgetc(FILE *f) {

  return (sendchar(getkey()));

}





int ferror(FILE *f) {

  /* Your implementation of ferror */

  return EOF;

}





void _ttywrch(int ch) {

  sendchar (ch);

}





void _sys_exit(int return_code) {

  while (1);    /* endless loop */

}

因此我们的工作就是：

（1）将Retarget.c文件加入自己的工程

（2）提供Serial.c文件，在该文件中实现sendchar和getkey()

sendchar即为串口发送单字符函数。

2. Serial.c文件实现（lpc1788芯片）

这里使用lpc1788的uart 0口实现rs232功能

 

#include "lpc177x_8x.h"



// SET32BIT宏将32位变量x的l位至h位部分置为数val,

// 例如:

// x = 0x03; 二进制 00000000000000000000000000000011

// SET32BIT(x,1,3,6);

// 则x变为0x0D ，二进制 00000000000000000000000000001101

#define SET32BIT(x,l,h,val)        {(x) &= (~((~(0xfffffffful<<(h-l+1)))<<l));    (x) |= val##ul<<l;}



void uart0_init()

{

    // 配置P0.2, P0.3为UART接口(即使用UART0)

    SET32BIT(LPC_IOCON->P0_2,0,2,1); // TXD0

    SET32BIT(LPC_IOCON->P0_3,0,2,1); // RXD0

    // RXD0口设置为内部上拉。在232通信协议、电平为TTL电平时，除逻辑1外，空闲状态也用高电平表示，因此接个上拉不影响通信，

    // 同时还会在空闲时钳制电平，不至于引入干扰信号。当然这都是自己的理解而已。。。

    SET32BIT(LPC_IOCON->P0_3,3,4,2); 



    // 给UART0模块供电(实际上UART0默认为单片机上电时供电，但像UART2、3是不供电的，需要像这里一样手动置位供电)

    SET32BIT(LPC_SC->PCONP,0,2,1);



    // 配置NVIC 中断使能寄存器，使能UART0模块的中断能力（这是对内核对中断的第一层配置管理）

    NVIC->ISER[0] |= 0x01<<5;



    // 配置UART0 FCR FIFO控制寄存器

    // 使能FIFO，如果不使能，那么...我认为必须使能啊，如果不使能，串口没有缓存队列，岂不是残疾了。

    LPC_UART0->FCR |= 0x01<<0;

    // 清空缓存，每次清缓存只需要对下列位置位

    LPC_UART0->FCR |= 0x01<<1;     // 清接收缓存

    LPC_UART0->FCR |= 0x01<<2;     // 清发送缓存

    // 设定    接收中断触发事件

    SET32BIT(LPC_UART0->FCR,6,7,1);      // 设置触发点1事件（默认为接收缓存中有不少于4个字节时触发接收中断）



    // 配置UART0 LCR线控制寄存器

    SET32BIT(LPC_UART0->LCR,0,1,3);   // 8bit 数据位

    SET32BIT(LPC_UART0->LCR,2,2,0);   // 1bit 停止位

    SET32BIT(LPC_UART0->LCR,3,3,0);      // 无校验



    // 配置UART0 中断使能寄存器IER，使能UART0中断响应(这是对中断的第二层管理

    // 在LPC1788上，一般各模块或IO的中断都需要这样两级控制，包括使能与禁能

    // IER必须是在分频除数寄存器LSB与MSB被锁定、即访问被禁止的情况下才能进行读写操作，上电后的默认值是锁定的（对应LCR的DLAB位为0）

    // 锁定通过LCR控制寄存器中的DLAB位被置位来实现，上电时的默认值为0，表示禁止访问LSB与MSB。

    SET32BIT(LPC_UART0->LCR,7,7,0);      // DLAB赋0，禁止访问LSB与MSB

    LPC_UART0->IER |= 0x1<<0;  // 使能UART0接收事件中断,前面FCR设置的事件发生时触发中断



    // lpc1788在上电后默认使用片内12MHz晶振，通过SystemInit函数设置后的PCLK时钟频率为60MHz

    // 要根据想要的波特率和PCLK时钟频率得到UART0分频除数寄存器的配置值，需要先开放LSB与MSB的访问

    LPC_UART0->LCR |= 0x1<<7;  // DLAB赋1，允许访问LSB与MSB

    // 对于9600波特率与60Mhz（60000000）的PCLK，按照lpc1788手册提供的算法计算得到以下各寄存器的值

    // 这些寄存器的值确定出的波特率为9615，与9600有0.15%的误差，

    SET32BIT(LPC_UART0->FDR,0,3,1);  // 小数分频寄存器DIVADDVAL赋1

    SET32BIT(LPC_UART0->FDR,4,7,2);  // 小数分频寄存器MULVAL赋2

    SET32BIT(LPC_UART0->DLL,0,7,4);   // LSB寄存器赋4

    SET32BIT(LPC_UART0->DLM,0,7,1);    // MSB寄存器赋1

    SET32BIT(LPC_UART0->LCR,7,7,0);        //  LSB和MSB配置结束后，要禁止访问LSB与MSB，否则UART的一些功能不能使用

}



int sendchar(int ch)

{

    LPC_UART0->THR = (uint8_t)ch;

    while((LPC_UART0->LSR&0x40)==0){};

    return ch;

}



int getkey(void)

{

    while((LPC_UART0->LSR&0x1)==0){};

    return LPC_UART0->RBR;

}

3. 将Serial.c加入工程，就可以使用printf了

#include "lpc177x_8x.h"

#include <stdio.h>



void uart0_init(void);



int main()

{

    uart0_init(void);

    printf("hello world\n");

    return 0;

}