51单片机串口通信使用类似printf函数的两种办法

     今天就简单来说说怎么在51单片机中使用"printf"函数：包括使用自带的printf函数和自己动手写一个printf函数，再贴代码之前先介绍几个相关的知识，主要用于自己写printf函数。

①C语言函数：vsprintf，

其原型为int vsprintf(char *string, char *format, va_list param);，作用为将param按格式format写入字符串string中，因此他可以用于将任何格式数据转化为字符串数据，比如把整数97转化为ASCII码的97的程序就像下面这样vsprintf(string,"%d",97),当然还有一点需要注意：在keil里面使用sprintf需要包含stdio.h这个头文件(当然这里也可以使用sprintf，作用完全差不多，只需要稍加修改即可，不多介绍)。说到这里，再来说说另一个函数itoa吧，其实他比vsprintf更简单，其原型为char *itoa(int value, char *string, int radix)，作用为将value按radix进制写入到string字符串中，使用时需要包含头文件stdlib.h，可是在keil里面却无法使用，头文件里面不包含itoa，即使把VC里面的复制进来貌似还是不行，呵呵，目前不知道原因。

②可变参数函数

具体来说就是stdarg.h里面的这几个函数va_start,va_arg,va_list,va_end，这几个参数用于开辟一段内存区域，可以配合vsprintf使用，但是对内存使用较大，需要单片机具备一定的RAM，否则程序就算能编译通过也是无法运行的，用法见这里http://blog.csdn.net/googlemi/article/details/8988567

③内部拓展RAM

定义:集成在单片机内部的数据存储器，在物理上是内部，但逻辑上是外部，访问时需要使用MOVX或者xdata访问，具体可以看STC8051手册，如下所示

从这里可以看出，STC12C5A60S2单片机内部含有1024byte=1Kbyte的内部拓展RAM，在访问的时候，使用C语言的时候，需要加上xdata才可以访问，使用汇编的时候需要用MOVX指令访问。

到这里我们先来算一算STC12C5A60S2单片机在不接外部RAM的情况下总的RAM大小，先看一下内部的RAM分布图

:内部RAM(256byte)包括三部分:低128byte，高128byte和特殊功能寄存器区，特别注意和51不同，他的特殊功能寄存器和高128byte地址重叠，但是物理上是分开的，所有内部可用的RAM有256byte，所以到此为止可以得到内部RAM大小总共有:256byte+1024byte=1280byte

说了这么多，下面不多说，直接上程序

《一》直接使用系统自带的printf函数:特别注意需要置位TI=1，否则是无法发送的，程序如下:

//此程序主要用于uart发送(proteus终端不能显示汉字，但串口助手可以),输入换行符\n换行
#include<reg52.h>
//stdio.h,string.h用于printf函数原型
#include<stdio.h>


void delay(unsigned int z);
void uart_init(void);//串行口初始化

int main(void)
{
	int a=99;
	char *string="abde";
	uart_init();
	while(1)
	{
		printf("%d  %x  %c  %s  %p\n",a,a,(char)a,string,string);
		delay(1000);
	}
	return 0;
}

void uart_init(void)
{
	TMOD=0x20;//即0010 0000,定时器/计数器1,工作方式2
	TH1=0xfd;//设置波特率为9600
	TL1=0xfd;
	TR1=1;//启动定时器/计数器1
	
	SCON=0x50; //0101 0000.串口工作方式1，允许串行控制
	PCON=0x00;//设置SMOD=0
	IE=0x90; //CPU允许中断，串行允许中断
	
	TI=1;//直接使用printf必须加入此句才能实现发送
}

void delay(unsigned int z)
{
	unsigned int x,y;
	for(x=z;x>0;x--)
		for(y=110;y>0;y--);
}

《二》自己动手写一个类似printf的函数：uart_printf

但是这种情况占用RAM较多，因为需要开辟大数组，所以需要使用拓展型的51单片机，普通的AT89C51和STC89C52之类的会造成内存不够用、堆栈溢出等等问题，所以以下程序都是基于STC12C5A60S2的，因为它含有内部拓展的1024byte的RAM，可以用来存储大数组

//此程序主要用于uart发送(proteus不能仿真,但实际是可以运行的),输入换行符\n换行
#include<reg52.h>
//stdio.h,stdarg.h用于vsprintf函数原型
#include<stdio.h>
#include<stdarg.h>

void delay(unsigned int z);
void uart_init(void);//串行口初始化
void sendbyte(unsigned char c);
void sendstring(unsigned char *string);
void uart_printf(const char *fmt,...);

int main(void)
{
	int a=99;
	uart_init();
	while(1)
	{
		uart_printf("10进制:%d  16进制:%x  字符格式:%c\n",a,a,a);
		delay(1000);
	}
	return 0;
}

void uart_init(void)
{
	TMOD=0x20;//即0010 0000,定时器/计数器1,工作方式2
	TH1=0xf3;//设置波特率为2400
	TL1=0xf3;
	TR1=1;//启动定时器/计数器1
	
	SCON=0x50; //0101 0000.串口工作方式1，允许串行控制
	PCON=0x00;//设置SMOD=0
	IE=0x00; //由于是查询方式，故需要禁止中断，CPU不允许中断，串行不允许中断
	
}

void delay(unsigned int z)
{
	unsigned int x,y;
	for(x=z;x>0;x--)
		for(y=110;y>0;y--);
}

void sendbyte(unsigned char c)
{
	if(c=='\n')//如果遇到\n就换行
	{
		//发送CR(carriage return)
		SBUF=0x0D; 
		while(!TI);//等待发送完成
		TI=0;
		
		//发送 LF(NL line feed,new line)
		SBUF=0x0A; 
		while(!TI);//等待发送完成
		TI=0;		
	}
	else
	{
		SBUF=c;
		while(!TI);//等待发送完成
		TI=0;
	}
}

void sendstring(unsigned char *string)//此处*string相当于数组
{
	while(*string!='\0')//判断是否到字符串末尾
	{
		sendbyte(*string);
		string++;
	}
}

void uart_printf(const char *fmt,...)
{
	va_list ap;
	char xdata string[1024];//访问内部拓展RAM，非访问外部RAM，不能超过内部拓展RAM大小(此处为1024)
	
	va_start(ap,fmt);
	vsprintf(string,fmt,ap);//此处也可以使用sprintf函数，用法差不多，稍加修改即可，此处略去
	sendstring(string);
	va_end(ap);
}

最后简单总结 :其中第一种方法用于中断方式工作会有问题，因为其底层是调用putchar函数实现的，工作方式为中断，但是比较简单，可以通过proteus仿真；第二种方法更完善，不过程序比较复杂，不能使用proteus仿真，但实际是可以工作的。