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stm32實現printf列印log的幾種辦法

在stm32微控制器下,改一些bug的時候,光靠除錯還不行,有時候需要列印log來檢視某些變數在一段時間內的變化趨勢,但是板卡又沒有接串列埠,沒辦法重定向到串列埠列印,上網查資料研究了一下,發現以下幾種辦法可實現微控制器像在pc終端一樣列印log:

方法1:使用串列埠重定向,將printf列印的資訊輸出到串列埠,再將串列埠連線pc端串列埠接收終端,在終端上檢視log.主要2個步驟:修改printf函式底層呼叫到的fputc函式和避免使用semihos TIng(半主機模式)。

a.如果使用mdk作為編譯工具,在Target選項框裡選Use MicroLib 選項,即為使用微庫模式,不會使用半主機模式;

b.工程中新增串列埠配置程式碼,方便後續使用串列埠傳送資料

void UART1_Configuration(void)
{
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	USART_ClockInitTypeDef  USART_ClockInitStructure;
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1 |RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE  );
	
	USART_ClockInitStructure.USART_Clock = USART_Clock_Disable;   // 時鐘低電平活動
	USART_ClockInitStructure.USART_CPOL = USART_CPOL_Low;     // 時鐘低電平
	USART_ClockInitStructure.USART_CPHA = USART_CPHA_2Edge;  // 時鐘第二個邊沿進行資料捕獲
	USART_ClockInitStructure.USART_LastBit = USART_LastBit_Disable;  // 最後一位資料的時鐘脈衝不從SCLK輸出
	/* Configure the USART1 synchronous paramters */
	USART_ClockInit(USART1, &USART_ClockInitStructure);  // 時鐘引數初始化設定
 
	USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;    // 波特率為:115200
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; // 8位資料
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;  // 在幀結尾傳輸1個停止位
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;   // 奇偶失能
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; // 硬體流控制失能
	
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; // 傳送使能+接收使能
	/* Configure USART1 basic and asynchronous paramters */
	USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
		
	  /* Enable USART1 */
	USART_ClearFlag(USART1, USART_IT_RXNE); //清中斷,以免一啟用中斷後立即產生中斷
	USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE, ENABLE); //使能USART1中斷源
	USART_Cmd(USART1, ENABLE); //USART1總開關:開啟
}

c.新增串列埠中斷程式 

#define TxBufferSize   (countof(TxBuffer) - 1)
#define RxBufferSize   0x20
 
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
#define countof(a)   (sizeof(a) / sizeof(*(a)))
 
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
u8 TxBuffer[] = "\n\rUSART Hyperterminal Interrupts Example: USART-Hyperterminal\
communication using Interrupt\n\r";
u8 RxBuffer[RxBufferSize];
u8 NbrOfDataToTransfer = TxBufferSize;
u8 NbrOfDataToRead = RxBufferSize;
u8 TxCounter = 0; 
u16 RxCounter = 0;
 
 
/*******************************************************************************
* Function Name  : USART1_IRQHandler
* Description    : This function handles USART1 global interrupt request.
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
*******************************************************************************/
void USART1_IRQHandler(void)
{
  if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)
  {
    /* Read one byte from the receive data register */
    RxBuffer[RxCounter++] = (USART_ReceiveData(USART1) & 0x7F);
   if(RxCounter == NbrOfDataToRead)
    {
      /* Disable the USART Receive interrupt */
          RxCounter = 0;
      //USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, DISABLE);
    }
  }
 
  if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TXE) != RESET)
  {   
    /* Write one byte to the transmit data register */
    USART_SendData(USART1, TxBuffer[TxCounter++]);                    
 
   if(TxCounter == NbrOfDataToTransfer)
    {
      /* Disable the USART1 Transmit interrupt */
      USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, DISABLE);
    }    
  }           
}

d.修改fputc和fgetc函式

int fputc(int ch, FILE *f)
{
	/* 傳送一個位元組資料到USART1 */
	USART_SendData(USART1, (u8) ch);
	
	/* 等待發送完畢 */
	while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);	
	
	return (ch);
}
 
// 重定向c庫函式scanf到USART1
int fgetc(FILE *f)
{
		/* 等待串列埠1輸入資料 */
	while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) == RESET);
 
	return (int)USART_ReceiveData(USART1);
}

d.現在就可以直接在程式碼中使用printf就可以在串列埠連線的pc端看到列印資訊了

方法3:使用Jlink自帶的RTT工具列印。相比前2種,速度更快,也不依賴編譯工具,只要有JLink即可。步驟如下:

b.從官網下載的JLINK程式安裝後,再找到包裡以下4個個檔案新增到工程中

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c.這就可以直接使用SEGGER_RTT_printf函式列印,函式使用格式如下:

SEGGER_RTT_printf((0,"hello test %d times\r\n",++u32Counter);

d.先啟動除錯程式,然後可以在安裝的Jlink目錄找到J-link RTT Client.exe(還有其他檢視log工具),開啟此程式,列印的資訊即可顯示在該視窗

å¾3

e.檢視RTT輸出的工具有三個:

  • RTTViewer:不支援中文。至少要進入一次Debugger才能正常顯示輸出。建議進入Debugger之後再開啟,否則經常不能正常顯示輸出
  • RTTLogger:支援中文,並且可以儲存為log檔案。使用具體的正確使用方法不清楚。根據手冊說明,log只接收RTT通道1的輸出,即SEGGER_RTT_printf(1,"字串",輸出格式)。但是實測,只能輸出RTT通道0的資訊,並且要求程式碼中要有使用到通道1的語句。否則收不到資料。
  • RTTClient:必須配合RTTLogger或者keil的Debugger來使用,而RTTLogger也必須配合Debugger使用。Client、Logger和Debugger三個視窗都開啟的時候,Client和Logger只有其中一個能正常顯示,另外一個會嚴重丟失資料。

方法4:使用圖形化顯示資料的除錯法寶—JScope。

J-Scope是SEGGER公司推出的,可以在目標MCU執行時,實時分析資料並圖形化顯示的軟體。它不需要像SWO那樣需要MCU上面額外的引腳,而是使用標準的除錯介面。J-Link驅動4.90之後的版本都有這個軟體哦。具體操作筆者未測試過,可以參考該文章https://blog.csdn.net/qlexcel/article/details/55668322