printf在单片机中的用法
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C语言之printf使用及其在单片机中的用法37030104728 2010-4-26 11:50:10 收藏 | 打印 | 投票(5) |
评论(0) | 阅读(24843) ◇字体：［大 中 小］一、printf常用说明
printf的格式控制的完整格式：
% - 0 m.n l或h 格式字符
下面对组成格式说明的各项加以说明：
①%：表示格式说明的起始符号，不可缺少。
②-：有-表示左对齐输出，如省略表示右对齐输出。
③0：有0表示指定空位填0,如省略表示指定空位不填。
④m.n：m指域宽，即对应的输出项在输出设备上所占的字符数。N指精度。用于说明输出的实型数的小数位数。为指定n时，隐含的精度为n=6位。
⑤l或h:l对整型指long型，对实型指double型。h用于将整型的格式字符修正为short型。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
格式字符
格式字符用以指定输出项的数据类型和输出格式。
①d格式：用来输出十进制整数。有以下几种用法：
%d：按整型数据的实际长度输出。
%md：m为指定的输出字段的宽度。如果数据的位数小于m，则左端补以空格，若大于m，则按实际位数输出。
%ld：输出长整型数据。
②o格式：以无符号八进制形式输出整数。对长整型可以用"%lo"格式输出。同样也可以指定字段宽度用“%mo”格式输出。
例：
main()
{ int a = -1;
printf("%d, %o", a, a);
}
运行结果：-1,177777
程序解析：-1在内存单元中（以补码形式存放）为(1111111111111111)2，转换为八进制数为(177777)8。
③x格式：以无符号十六进制形式输出整数。对长整型可以用"%lx"格式输出。同样也可以指定字段宽度用"%mx"格式输出。
④u格式：以无符号十进制形式输出整数。对长整型可以用"%lu"格式输出。同样也可以指定字段宽度用“%mu”格式输出。
⑤c格式：输出一个字符。
⑥s格式：用来输出一个串。有几中用法
%s：例如:printf("%s", "CHINA")输出"CHINA"字符串（不包括双引号）。
%ms：输出的字符串占m列，如字符串本身长度大于m，则突破获m的限制,将字符串全部输出。若串长小于m，则左补空格。
%-ms：如果串长小于m，则在m列范围内，字符串向左靠，右补空格。
%m.ns：输出占m列，但只取字符串中左端n个字符。这n个字符输出在m列的右侧，左补空格。
%-m.ns：其中m、n含义同上，n个字符输出在m列范
围的左侧，右补空格。如果n>m，则自动取n值，即保证n个字符正常输出。
⑦f格式：用来输出实数（包括单、双精度），以小数形式输出。有以下几种用法：
%f：不指定宽度，整数部分全部输出并输出6位小数。
%m.nf：输出共占m列，其中有n位小数，如数值宽度小于m左端补空格。
%-m.nf：输出共占n列，其中有n位小数，如数值宽度小于m右端补空格。
⑧e格式：以指数形式输出实数。可用以下形式：
%e：数字部分（又称尾数）输出6位小数，指数部分占5位或4位。
%m.ne和%-m.ne：m、n和”-”字符含义与前相同。此处n指数据的数字部分的小数位数，m表示整个输出数据所占的宽度。
⑨g格式：自动选f格式或e格式中较短的一种输出，且不输出无意义的零。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
关于printf函数的进一步说明：
如果想输出字符"%",则应该在“格式控制”字符串中用连续两个%表示，如:
printf("%f%%", 1.0/3);
输出0.333333%。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
对于单精度数，使用%f格式符输出时，仅前7位是有效数字，小数6位．
对于双精度数，使用%lf格式符输出时，前16位是有效数字，小数6位．
由高手指点
对于m.n的格式还可以用如下方法表示（例）
char ch[20];
printf("%*.*s\n",m,n,ch);
前边的*定义的是总的宽度，后边的定义的是输出的个数。分别对应外面的参数m和n 。我想这种方法的好处是可以在语句之外对参数m和n赋值，从而控制输出格式。
二、printf在单片机中的应用
有时候在C51中直接使用printf比自己编个串口发送字符串的函数方便，但有几个问题要注意的。
在51单片机中往串口发送数据如下代码，也可以用sprintf()函数：
TI=1;
printf("love\n"); //这样可以换行
//while(!TI);
TI=0;
1. 使用printf之前要先包含stdio.h这个头文件
#include
具体stdio.h包含的函数见下面网址
https://www.360docs.net/doc/a37466061.html,/support/man/docs/c51/c51_stdio_h.htm
2.
ES0=0; //禁止串口中断
SFRPAGE_SAVE = SFRPAGE; //c8051f120特殊功能寄存器分页
SFRPAGE = UART0_PAGE;
TI0=1;
printf ("\n\nTest complete.");
TI0=0; //可以省略
SFRPAGE = SFRPAGE_SAVE;
ES0=1; //打开串口中断
printf函数是调用putchar函数，从串口发送字符串的，可以从keil反汇编看出这一点。在C51程序中printf的位置设一个断点，运行到断点处后，再一步步执行程序，可以看出，跳转到PRINTF执行。
PRINTF有很长一大段汇编，一步步执行。
运行到PUTCHAR处，这个就是串口发送
字符串的函数。
可以看到有这么一句“C:0521 JNB TI0,C:0521”
第一次运行到这的时候，如果前面没有TI0=1，那么程序指针PC就一直在这条语句上判断，也就死在这里等待。
所以要使用printf，开头必须要先置TI0(传统51为TI)为1。那么发送了第一个字节后，发送中断标志位TI0自动置1，再回到“C:0521 JNB
TI0,C:0521”，接着发送第二个字节。
因为TI0为中断标志位，但如果程序使用了UAR0中断，那么在printf函数执行过程中就会不断调用中断函数(UART0_Interrupt)，所以每次使用printf之前要先禁止串口中断(ES0=0)。
3. 由上面可以看到使用printf非常麻烦，其实可以用sprintf代替printf，只要在前面先定义一个存放字符串的数组。
……
unsigned char PrintChar[15]
……
SFRPAGE_SAVE = SFRPAGE; //C8051F120特殊功能寄存器分页
SFRPAGE = UART0_PAGE; //传统51单片机没有SFR分页
sprintf (PrintChar,"\nTest complete.");
send_string_com(s, 15);
SFRPAGE = SFRPAGE_SAVE;
上面总结得都是经验教训啊，在这个小小的bug上浪费了几天，记录下来，希望对大家有点帮助。
4. 当使用printf循环打印时要注意，下面程序是有问题的
pchar = XRAM_START;
for (i = 0; i < RAM_SIZE; i++)
{
*pchar= 0;
ES0=0;
TI0=1;
printf("writing 0x%04x:%u\n",(unsigned)pchar,(unsigned) *pchar);
ES0=1;
pchar++;
}
sprintf(PrintChar,"Test complete.\n");
send_string_com(PrintChar,15);
串口调试助手接收如下，可以看到第二次打印“write”时少了“w”。用sprintf打印“Test”少了“T”。
可以重新看一下PUTCHAR处。
第一次发送字符的时候，由于TI0=1，所以在C:0x05B6的位置不会死等，执行C:0x05B9的时候TI0=0，接着A寄存器的值通过SBUF0发送。由于串口发送的速率是很慢的(波特率才19200kBPS)，所以，等在执行一遍上面的代码，回到C:0x05B6的时候，TI0还是为0，在C:0x05B6处等TI0变为1。当串口发送完了之后，发送中断标志位TI0才被硬件置1。此时PC机上的串口调试助手才显示刚发送的字符。
当发送最后一个字符时，C:0x05BB，把寄存在A的最后字符的ASCII代码复制给SUBF0后，并没有等待TI0变为1的指令，而是占用了下次for循环发送首字母的C:0x05B6，导致下次for循环首字母没有发送出去。正确的办法是把TI0=1挪到for循环之后。
“Test”中的“T”没接收到也是同样的问题，最后一次发送的字符，没有等待TI0硬件置位的过程，造成发送的字符丢失。
正确的代码如下：
pchar = XRAM_START;
TI0=1;
for (i = 0; i < RAM_SIZE; i++)
{
*pchar= 0;
ES0=0;
printf("writing 0x%04x:%u\n",(unsigned)pchar,(unsigned) *pchar);
ES
0=1;
pchar++;
}
while(TI0==0){};
TI0=0;
sprintf(PrintChar,"Test complete.\n");
send_string_com(PrintChar,15);
正确的输出如下：
以下文章转自迟思堂工作室--李迟的博客：https://www.360docs.net/doc/a37466061.html,/u1/58951/showart_2011171.html
串口的printf实现
最近想搞一下SD卡，很久以前看过SD卡的规范以及相关的程序，后来由于种种原因，没有亲自去做，趁这几天没有上考研辅导课，就学习一下。但其中涉及到到串口的格式化数据传输问题，简单说就是相当于C语言中的printf()函数，只不过输出数据的不是屏幕，而是串口，于是上网找了一下资料，写一些心得。相关SD卡的只好待日后有时间、有心情再学习了。
WinAVR库中的printf()是可以直接传输数据到串口上的，但之前需要初始化很多东西。下面是avr-lib中的一个例子：
#include
从上面例子可以看出，在使用printf()之前的初始化比较麻烦，也不方便使用，而且编译出来的代码量也不少。因为这是标准库函数，要考虑到很多情况，其复杂的处理就不难理解了。所以在实际中可以按我们自己的需要来现实相同效果的printf，即相对简单一点，又不失实用性。
首先介绍可变参数函数。在文件中，定义了几个与可变参数相关的宏。——每个C编译器都支持这个头文件的，所以不用担心此文件的合法性。这些宏如下：
typedef char* va_list;
void va_start ( va_list ap, prev_param );
type va_arg ( va_list ap, type );
void va_end ( va_list ap );
其中，va_list 是一个字符指针，可以理解为指向当前参数的一个指针，取参必须通过这个指针进行。使用这些宏的步骤是如下。
1、在调用参数表之前，应该定义一个 va_list 类型的变量，以供后用，程序中这个变量名为ap；
2、对 ap 进行初始化，让它指向可变参数表里面的第一个参数，这是通过 va_start 来实现的，第一个参数是 ap
本身，第二个参数是在变参表前面紧挨着的一个变量；
3、 然后是获取参数，调用 va_arg，它的第一个参数是 ap，第二个参数是要获取的参数的指定类型，然
后返回这个指定类型的值，并且把
ap 的位置指向变参表的下一个变量位置；
4、获取所有的参数之后，我们有必要将这个 ap 指针关掉，以免发生危险，方法是调用 va_end，他是输入的参数 ap 置为 NULL。
再来看一下具体的函数。为了避免与标准库发生冲突，将我们要实现的这个函数改名为myprintf，当然可以改为别的名称。这里保留函数的全部，包括当初的注释。
/*
* 说明：\r \n运行正常
* 为了避免冲突，改了一下名称
* 大约是半K字节左右
*/
//#define USERHEX // not use this macro
static void myprintf(const char* fmt,...)
{
const char* s;
int d;
char buf[16];
va_list ap;
va_start(ap,fmt); // 将ap指向fmt（即可变参数的第一个?下一个？）
while (*fmt)
{
if (*fmt != ''%'')
{
put_char(*fmt++); // 正常发送
continue;
}
switch (*++fmt) // next of %
{
case ''s'':
s = va_arg(ap,const char*); // 将ap指向者转成char*型，并返回之
for (; *s; s++)
put_char(*s);
break;
case ''x'':
d = va_arg(ap,int); // 将ap指向者转成int型，并返回之
itoa(d,buf,16); // 将整型d以16进制转到buf中
// 下面的做法还不如直接用库函数简单、代码量少！
#ifdef USERHEX
while (d)
{
const uint8 table[] = "0123456789ABCDEF";
uint8 i = 0;
buf[i++] = table[d & 0x0f];
d >>= 4;
}
#endif
for (s = buf; *s; s++)
put_char(*s);
break;
case ''d'':
d = va_arg(ap,int);
itoa(d,buf,10); // 将整型d以10进制转到buf中
for (s = buf; *s; s++)
put_char(*s);
break;
default:
put_char(*fmt);
break;
}
fmt++;
}
va_end(ap);
}
思路很简单，先是用前面介绍的方法对可变参数进
行处理，while循环是本函数的主体，主要对myprintf函数中的字符串进行解析，进行%之前的正常发送，当发现有%时，则对其一下位进行处理，此处分别处理了三种情况：即%s、%d和%x，分别代表以字符串、十进制和十六进制发送。其处理过程也简单，就是将与%对应的那一个变量转换为字符串——将十进制或十六进制数据都看成字符串，所以用到了itoa库函数，它的意思是将int类型转换成array，即字符串类型。它有三个参数，分别是要转换的数据、转换后数据存放的地方和以多少进制转换。在处理十六进制时，用了自己写的转换代码。测试结果发现，它还没有库函数那么方便、简洁，所以就不用了。大家可以自己试一下。
其实怎么样也要用到串口发送的函数的。该函数如下：
// 发送，出于某些原因，没有使用中断
static void put_char(uint8 data)
{
if (data == ''\r'')
put_char(0x09);
while ( !(UCSRA & (1< // 不为空，等之
;
UDR = data;
}
它处理了’\r’的情况，实际测试中发现，它会自动处理’\n’，但不会处理’\r’，原因还没有知道。由于测试通过了，也就不管它了。
测试代码如下：
int main(void)
{
usart_init_std(); // 初始化串口
uint8 i = 100;
uint8* s = "Word!";
myprintf("\n\rHello %s\n\r0x%x = %d\n",s,i,i);
return 0;
}
结果如下图：
与代码对比一下，可知它实现了我们所需要的功能——简单的功能。
其实只要理解了如何处理可变参数这就行了，其它的不是问题。本文参考了网上的文章，此处没有写明，如果不小心看到这篇文章与某文章大约一致，不要惊讶，在此声明一下。文后附本次完整工程。其它操作等方面，不一一说明。
任何问题，请E-mail：readchy@https://www.360docs.net/doc/a37466061.html,
工程：
文件:usart.rar
大小:34KB
下载:下载
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very good嵌入式在线网友
很棒！嵌入式在线网友
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