【MM32】第五篇——串口与printf重定向

1. 概述

​ 本篇主要介绍使用MM32的MindSDK开发串口的驱动程序以及重定向printf函数所需要关心的注意事项，由于是使用库开发，比较简单，过程中会着重讲一些注意点，代码的编写仅以代码展示来表现。

2. 初始化UART

2.1 配置GPIO

​ 评估板上使用的是UART1，用到的引脚是PB6和PB7，将这两个引脚配置位复用输出以及浮空输入：

/* PB6  -- UART1 TX
   PB7  -- UART1 RX
*/
#define UART1_TX_PIN            GPIO_PIN_6
#define UART1_RX_PIN            GPIO_PIN_7
#define UART1_PORT              GPIOB
#define UART1_GPIO_CLK_EN()     RCC_EnableAHB1Periphs(RCC_AHB1_PERIPH_GPIOB, true)

/**
 * @brief 初始化串口的GPIO
 * 
 */
static void Drv_UART_GPIO_Init(void)
{
    GPIO_Init_Type gpio_init;
    
    UART1_GPIO_CLK_EN();
    /* PA9  - UART1_TX. */
    /* PA10 - UART1_RX. */
    gpio_init.Pins  = UART1_TX_PIN;
    gpio_init.PinMode  = GPIO_PinMode_AF_PushPull;  // 复用推挽输出
    gpio_init.Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(UART1_PORT, &gpio_init);
    GPIO_PinAFConf(UART1_PORT, gpio_init.Pins, GPIO_AF_7);
    
    gpio_init.Pins  = UART1_RX_PIN;
    gpio_init.PinMode  = GPIO_PinMode_In_Floating;  // 浮空输入
    gpio_init.Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(UART1_PORT, &gpio_init);
    GPIO_PinAFConf(UART1_PORT, gpio_init.Pins, GPIO_AF_7);
}

2.2 配置UART参数

​ 调试串口使用的是UART1，波特率选择115200，数据位8位，1位停止位，没有校验位：

#define UART_INSTANCE           UART1
#define UART_INSTANCE_CLK_EN()  RCC_EnableAPB2Periphs(RCC_APB2_PERIPH_UART1, true)

void Drv_UART_Init(void)
{
    UART_Init_Type uart_init;
    
    UART_INSTANCE_CLK_EN();	// 使能UART1的时钟
    Drv_UART_GPIO_Init();	// 初始化UART1的GPIO

    uart_init.ClockFreqHz   = Drv_GetSysClockFreq()>>1;	// 时钟
    uart_init.BaudRate      = 115200;					// 波特率
    uart_init.WordLength    = UART_WordLength_8b;		// 数据位
    uart_init.StopBits      = UART_StopBits_1;			// 停止位
    uart_init.Parity        = UART_Parity_None;			// 校验位
    uart_init.XferMode      = UART_XferMode_RxTx;		// 传输方向：收发
    uart_init.HwFlowControl = UART_HwFlowControl_None;	// 硬件流控制
    UART_Init(UART_INSTANCE, &uart_init);				// 将参数配置到寄存器进行初始化
    UART_Enable(UART_INSTANCE, true);	// 使能UART1
}

MM32的库还需要配置UART的时钟，一般选择为UART所在总线APB1/2的时钟，我的系统里APB总线时钟是系统时钟2分频后输出的：

/* 配置系统时钟、AHB、APB时钟 */
RCC->CFGR &= ~(0xF<<4);         // AHB不分频
RCC->CFGR |= (4<<8);            // APB1 2分频
RCC->CFGR |= (4<<11);           // APB2 2分频
RCC->CFGR |= (2<<22);           // PLL输出时钟3分频后输出给USB：120MHz/3=40MHz
RCC->CFGR |= (7<<24);           // PLL输出时钟2分频后输出到MCO

3. 重定向printf

3.1 重定向__FILE结构体

​ 在ARM的C/C++用户手册中提到，要想重定向printf需要重定向__FILE结构体，但是在MDK下，V6版编译器已经内置重定向了，而V5是没有的，所以我们需要根据所选择的编译器版本来决定是否重定向__FILE结构体：

#if defined (__ARMCC_VERSION) && (__ARMCC_VERSION < 6010050)
struct __FILE{
   int handle;
};
#endif

3.2 重定向fputc

​ 在MDK下重定向fputc：

FILE __stdout;
int fputc(int ch, FILE *f) 
{
    /* Your implementation of fputc(). */
    while ( 0u == (UART_STATUS_TX_EMPTY & UART_GetStatus(UART_INSTANCE)) )
    {}
    UART_PutData(UART_INSTANCE, (uint8_t)(ch));
    return ch;
}

fputc的函数参数、返回值是固定形式的，只需要在函数体内调用UART的发送函数，将参数ch发送出去即可。

4. 使用

​ 我们在main函数内初始化UART后，调用printf打印输出：

#include "drv_led.h"
#include "drv_sysclk.h"
#include "drv_systick.h"
#include "drv_uart.h"
#include "hal_common.h"

#include <stdio.h>

/**
 * @brief ARM处理器程序入口函数
 * 
 * @return int 通常main函数不会有返回值
 */
int main(void)
{
    /* 定义LED的状态变量，按键按下时取反 */
    LED_Status status = off;
    /* 初始化系统时钟频率为120MHz */
    SystemClockConfig();
    /* 配置滴答定时器的技术周期是1kHz */
    Drv_SysTick_Config();
    /* 初始化用户LED的GPIO和默认状态 */
    Drv_LED_Init();
    /* 初始化串口 */
    Drv_UART_Init();
    
    while(1)
    {
        /* TDO Your Task */
        status = !status;
        Drv_LED_Write(user_led, status);    // 控制LED
        printf("LED状态:%s\r\n", (status==on) ? "on" : "off");
        HAL_Delay(500);
    }
}

5. 测试结果：

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• 本文作者： 摘星星的小朋友
• 本文链接： http://slhking.github.io/2022/05/12/MM32-5-UartAndPrintf/
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