第八章 UART串口编程
8.1 UART介绍
8.1.1 UART串口简介
UART全称是通用异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)。串口顾名思义数据串行接口，即数据的传输是一位接一位传输，属于一种串行的数据总线，属于异步通讯，同时支持全双工数据传输（全双工数据传输：允许发送数据和接收数据在同一时刻发生） 。
除了UART，另外还有一种叫USART，全称是通用同步/异步串行接收/发送器(Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter)，USART比 UART多了同步通信功能，但是百分之90的工程应用中不会应用该同步功能，都是将USART当做UART使用，即采取异步串行通讯。一般开发板或者产品中都会将UART串口标为serial或COM。
8.1.2 UART硬件连接
1) UART串口最精简的连接是TTL电平三线连接
UARTx_TXD：用于发送数据，应连接到接收设备的UARTx_RXD引脚上；
UARTx_RXD：用于接收数据，应连接到发送设备的UARTx_TXD引脚上；
GND：为双方提供一个相同的参考电平。
上图为UART串口TTL电平硬件连接，此时使用标准的TTL电平来表示数据，高电平表示1，低电平表示0，标准TTL输入高电平最小2V，输出高电平最小2.4V，典型值为3.4V，输入低电平最大0.8V，输出低电平最大0.4V，典型值为0.2V。
直接采用TTL电平进行串行通讯，由于其抗干扰能力差，导致传输距离短，且容易出现数据不可靠的情况。
为提高抗干扰能力和传输距离，一般采用下面两种硬件连接方式。
2）TTL电平转RS232电平
硬件连接如下图
RS232电平规定逻辑“1”的电平为-5V~-15 V，逻辑“0”的电平为+5 V～+15 V，选用该电气标准以提高抗干扰能力。常用的TTL转RS232芯片有：MAX232，SP3232等。
3）TTL电平转USB电平
将TTL电平转换为USB电平（D+与D-一对差分信号采用NRZI编码实现通讯），提高抗干扰能力，常用的TTL转USB芯片有：PL2303，CH340, CP2102等
100ASK_IMX6ULL采用的是上述方案中的第三种（TTL转USB方案）。
8.1.3 UART通讯数据格式
UART之间为何能够准确可靠的的发送和接收数据？
首先我们需要约定好传输速率（每一秒传输的数据位数，即波特率），一般选择9600,19200,115200等。
确定好传输速率后，我们还需要确定传输数据的格式，UART串口通信的数据包以帧为单位，常用的帧结构为：1位起始位+8位数据位+1位奇偶校验位（可选）+1位停止位。
举例波形说明如下图：
上图为：1位起始位+8位数据位+1位偶校验位+1位停止位 的波形。
根据查找ASCII码表得知’ A’字符的ASCII值为41（十进制），将其转换成二进制应该为0100 0001，小端传输，即低位（LSB）在前，高位（MSB）在后，和上图所示一致。
上图中各位的详细说明如下：
1) 空闲位:
平时没有数据时，数据线为高电平（逻辑1）；
2) 起始位:
当需要发送数据时，UART将改变UARTx_TXD的状态，变为低电平，即为上图中的起始位（逻辑0）；
3) 数据位:
可以有5、6、7或8位的数据，一般我们是按字节（8位）传输数据，发送方一位一位的改变数据线上的状态（高电平或低电平）将它们发送出去，传输数据时先传最低位，最后传送最高位。
字符’A’的8位二进制字符是0100 0001，先发送最低位bit 0，其值为1；再发送bit 1，其值为0，如此继续；最后发送最高位bit 7，其值为0。
4) 奇偶校验位
如果使用了奇偶校验功能，有效数据位发送完毕后，还要发送1个校验位（奇偶校验位）。
有两种校验方法：奇校验，偶校验-------数据位连同校验位中，“1”的数目等于奇数或偶数。奇偶校验只能检错，不能纠错的。而且只能检测1位误码，检测出有错后只能要求重发，没法纠正的。
上图中使用的是偶较验，即8个数据位和1个校验位中，一共有偶数个“1”：2个。
5) 停止位
停止位（逻辑1）用来表示当前数据传输完毕。
停止位的长度有三种：1位，1.5位，2位，通常我们选择1位即可。
8.2 IMX6ULL UART寄存器介绍
UART:Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器。
8.2.1 IMX6ULL UART模块简介
IMX6ULL共8个独立的UART通道，即8个UART，主要特性如下：
a.兼容高速串口标准TIA/EIA-232-F，高达5Mbit/s；
b.低速串行红外接口（IR），兼容Ir-DA（速度高达115.2Kbit/s）；
c.支持9位或多点模式（RS-485）（自动从机地址检测）；
d.1或2位停止位；
e.可编程奇偶校验（偶校验，奇校验，不校验）；
f.自动波特率检测（最高支持115.2Kbit/s）；
g.可屏蔽中断
h.软复位（SRST_B）
以上只是列举了部分常用的特性，如需要更加详细的了解需要查看芯片手册《Chapter 55 Universal Asynchronous Receiver/Transmitter(UART)》。
8.2.2 IMX6ULL UART寄存器简介
IMX6ULL 8路UART通道，每一路通道都有17个寄存器，掌握其中一路通道，其他通道都是照葫芦画瓢，只是基地址变了和IO复用管脚不同了。
UART1的寄存器如下图：
而我们本次实验使用到的只有上面红色框框9项。
8.2.2.1 UART1_URXD：
主要用于接收串口数据的寄存器，只有低八位的空间是存储接收数据的，其他是一些判断位，基本用不上；
8.2.2.2 UART1_UTXD：
用于发送串口数据的寄存器，只有低八位的空间用于发送数据，其他位保留不使用；
8.2.2.3 UART1_UCR1：
控制寄存器1，用于设置串口各类功能的使能，例如自动波特率检测的使能，发送中断，串口DMA使能，串口使能等。而我们本章节只使用bit0，串口使能即可。
8.2.2.4 UART1_UCR2：
控制寄存器2：主要用于设置串口的发送帧格式，帧长，是否奇偶校验，是否忽略有RTS，软复位等，本章只使用其中的5位，后续UART编程会详细讲解。
8.2.2.5 UART1_UCR3：
控制寄存器3：我们只设置bit2，官方要求设置，属于芯片特点。
8.2.2.6 UART1_UFCR：
串口FIFO控制寄存器，设置发送与接收的fifo的大小，最大32字节，串口时钟分频系数等，只要把RFDIV此位设置为不分频，其他用默认值即可，更详细使用会在后面的UART编程中讲解。
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-3WY9zM06-1642060106751)(https://cdn.jsdelivr.net/gh/DongshanPI/HomeSite-Photos@main/IMX6ULL-BareMetal/08_UART_Promgram_image011.png)]
8.2.2.7 UART1_USR2：
串口状态寄存器，该寄存器里面主要是一些串口的状态位，我们本章只使用了TXDC发送完成位与ROR接收数据就绪位。详细使用会在后面UART编程中讲解
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-RRrkCTPv-1642060106752)(https://cdn.jsdelivr.net/gh/DongshanPI/HomeSite-Photos@main/IMX6ULL-BareMetal/08_UART_Promgram_image012.png)]
8.2.2.8 UART1_UBIR与UART1_UBMR：
用于设置波特率即每秒可传输的位数，后面UART编程会详细讲解。
基本我们使用的寄存器就这些，其他都是一些功能扩展，想详细了解的可以查看芯片手册的《Chapter 55 Universal Asynchronous Receiver/Transmitter(UART)》
8.3 IMX6ULL UART编程
8.3.1 看原理图确定UART引脚
从上图可知，采用的UART转USB的方案，使用的是UART1。查看IMX6ULL芯片手册《Chapter 55 Universal Asynchronous Receiver/Transmitter(UART)》中涉及关键字UART1的寄存器并设置它。
8.3.2 涉及的UART1寄存器配置
寄存器配置共分为4步骤，该小节中的代码都在程序文件uart.c中
8.3.2.1 步骤1：配置并使能UART1时钟
配置并使能UART1时钟，参考资料：芯片手册《Chapter 18: Clock Controller Module (CCM)》
①需要配置UART模块的时钟（寄存器：CCM_CSCDR1）
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-db7puYcS-1642060106753)(https://cdn.jsdelivr.net/gh/DongshanPI/HomeSite-Photos@main/IMX6ULL-BareMetal/08_UART_Promgram_image014.png)]
根据上图可知，我们需要设置CCM_CSCDR1 [UART_CLK_SEL]和CCM_CSCDR1 [UART_CLK_PODF]。
由上图CCM_CSCDR1寄存器，我们可以了解到
CCM_CSCDR1 [UART_CLK_SEL]默认值为0；CCM_CSCDR1 [UART_CLK_PODF]默认值为0
我们一般选择 pll3_80m 作为 UART 的时钟源，UART_CLK_PODF分频系数选1分频（不分频），最后得到UART的时钟频率为80MHz。
正好默认值都为0满足我们的时钟需求，所以后续的编程实验，串口时钟这部分可以不设置，用默认值就可以了。
②需要使能UART模块的时钟（寄存器：CCM_CCGR5）
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Q28rkb2b-1642060106755)(https://cdn.jsdelivr.net/gh/DongshanPI/HomeSite-Photos@main/IMX6ULL-BareMetal/08_UART_Promgram_image017.png)]
由上图CCM_CCGR5寄存器，我们可以了解到CCM_CCGR5[CG12] 的默认值为11
参考章节《4-1.3 CCM用于设置是否向GPIO模块提供时钟》我们了解到11表示该模块全程使能，使用默认值，无需设置。
因此时钟这块我们都不需要配置，直接使用默认值即可。
8.3.2.2 步骤2：复用相关GPIO为UART1功能
复用相关GPIO为UART1功能，参考资料：芯片手册《Chapter 32: IOMUX Controller (IOMUXC)》
根据前面硬件连接讲解，我们知道串口通信精简接法需要3根信号线，其中GND已由硬连接了，所以接下来我们需要配置剩余的两个GPIO引脚 （UART1_TXD与UART1_RXD）
①需要配置UART1_TX复用功能
（寄存器：IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_UART1_TX_DATA）
由上图我们得知IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_UART1_TX_DATA[MUX_MODE]的默认值为0101，因此我们需要将其改为0，用于UART_TX功能
②需要配置UART1_RX复用功能
（寄存器：IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_UART1_RX_DATA）
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-JPiLTrbP-1642060106756)(https://cdn.jsdelivr.net/gh/DongshanPI/HomeSite-Photos@main/IMX6ULL-BareMetal/08_UART_Promgram_image019.png)]
由上图我们得知IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_UART1_RX_DATA[MUX_MODE]的默认值为0101，因此我们需要将其改为0，用于UART_RX功能。（程序文件：uart.c）
IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_UART1_TX_DATA = (volatile unsigned int *)(0x20E0084);
IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_UART1_RX_DATA = (volatile unsigned int *)(0x20E0088);
*IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_UART1_RX_DATA = 0;
*IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_UART1_TX_DATA = 0;
③ 需要配置UART1_TX硬件参数（寄存器：IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_UART1_TX_DATA）
参考章节《4-1.3 IOMUXC：引脚的模式(Mode、功能)》，经过比对，我们使用默认值（0x10b0）即可，无需配置。
④ 需要配置UART1_RX硬件参数（寄存器：IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_UART1_RX_DATA）
参考章节《4-1.3 IOMUXC：引脚的模式(Mode、功能)》， 经过比对，我们使用默认值（0x10b0）即可，无需配置。
8.3.2.3 步骤3：设置UART1传输格式，波特率
设置UART1传输格式，波特率
① 配置寄存器UART1_UCR2（0x2020084）
设置UART1传输格式
UART1->UCR2 |= (1<<14) |(1<<5) |(1<<2)|(1<<1);
[14] 1：忽略RTS引脚
[8] : 0: 关闭奇偶校验 默认为0，无需设置
[6] : 0: 停止位1位 默认为0，无需设置
[5] : 1: 数据长度8位
[2] : 1: 发送数据使能
[1] : 1: 接收数据使能
②配置寄存器UART1_UCR3（0x2020088）
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-gfzaWjbF-1642060106758)(https://cdn.jsdelivr.net/gh/DongshanPI/HomeSite-Photos@main/IMX6ULL-BareMetal/08_UART_Promgram_image023.png)]
根据官方文档表示 [RXDMUXSEL]需要设置为1。
[2] : 1:IM6ULL的UART用了这个MUXED模型，因此这一位需要置位为1
设置串口模型
UART1->UCR3 |= (1<<2);
③寄存器UART1_UFCR（0x2020090）
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-6PQ2LvIN-1642060106758)(https://cdn.jsdelivr.net/gh/DongshanPI/HomeSite-Photos@main/IMX6ULL-BareMetal/08_UART_Promgram_image024.png)]
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-kO7MU8TS-1642060106758)(https://cdn.jsdelivr.net/gh/DongshanPI/HomeSite-Photos@main/IMX6ULL-BareMetal/08_UART_Promgram_image025.png)]
UART1_UFCR[9-7]：UART的时钟源分频系数
我们选择101（即十进制的5），表示不分频。
UART1->UFCR = 5 << 7; /* Uart的时钟clk：80MHz */
④寄存器UART1_UBIR（0x20200A4）, UART1_UBMR（0x20200A8）
通过设置UART1_UBIR与UART1_UBMR，最终确定波特率。
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-WlW63GRa-1642060106759)(https://cdn.jsdelivr.net/gh/DongshanPI/HomeSite-Photos@main/IMX6ULL-BareMetal/08_UART_Promgram_image027.png)]
IMX6ULL波特率计算公式：
a.设置115200的波特率即BaudRate = 115200；
b.UART1的时钟频率前面内容已确定80Mhz即Ref Freq = 80000000；
c.IMX6ULL波特率计算公式得115200 = 80000000 /(16*(UBMR + 1)/(UBIR+1))；
d.选取一组满足上式的参数：UBMR、UBIR即可；
e. UART1_UBIR = 71 ； UART1_UBMR = 3124
UART1->UBIR = 71;
UART1->UBMR = 3124;
8.3.2.4 步骤4：使能UART1
使能UART1，UART1_UCR1(0x2020080)寄存器如下：
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-wM33Ha0e-1642060106759)(https://cdn.jsdelivr.net/gh/DongshanPI/HomeSite-Photos@main/IMX6ULL-BareMetal/08_UART_Promgram_image029.png)]
配置UART1_UCR1[0]：1表示使能UART， 0表示关闭UART。
Base->UCR1 |= (1 << 0); /*使能当前串口*/
8.3.3 实现串口发送功能
8.3.3.1 步骤1： 编写UART1发送单字节函数
写这个函数之前，我们需要了解什么时候才能发，什么时候不能发。
只有当上一个数据发完的时候，我们才能继续发送，因此需要用到UART1_USR2寄存器中表示UART1发送状态的只读状态位[TXDC]。
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-r1AMDs8l-1642060106760)(https://cdn.jsdelivr.net/gh/DongshanPI/HomeSite-Photos@main/IMX6ULL-BareMetal/08_UART_Promgram_image031.png)]
UART1_USR2[3] : 0表示发送未完成 ， 1表示发送已完成
程序文件：uart.c
void PutChar(int c)
{
while (!((UART1->USR2) & (1<<3))); /*等待上个字节发送完毕*/
UART1->UTXD = (unsigned char)c;
}
8.3.3.2 步骤2：编写用于测试的main函数
程序文件：main.c
#include "uart.h"
int main()
{
unsigned char cTestData = 'A'; /*用于测试发送的数据*/
Uart_Init() ;
while(1)
{
PutChar(cTestData);
}
return 0;
}
**注明：**整个完整工程代码目录在裸机Git仓库 NoosProgramProject/(8_UART串口编程/001_uart_txd_char)文件夹下。
8.3.3.3 步骤3：参考章节《4-1.4编译程序》编译程序
8.3.3.4 步骤4：参考章节《3-1.4映像文件烧写、运行》烧写、运行程序
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-hpYXwfyO-1642060106760)(https://cdn.jsdelivr.net/gh/DongshanPI/HomeSite-Photos@main/IMX6ULL-BareMetal/08_UART_Promgram_image032.png)]
如果实验结果如上图电脑串口将会不断收到 ‘A’，表明实验成功。
8.3.4 实现串口接收功能
8.3.4.1 步骤1：编写UART1接收单字节函数
编写UART1接收单字节函数，接收单字节时，我们也需要去判定UART1_USR2寄存器中的只读状态位[ROR]。
UART1_USR2[0] : 0表示没有接收数据就绪， 1表示接收数据准备就绪。
程序文件：uart.c
unsigned char GetChar(void)
{
while (!(UART1->USR2 & (1<<0))); /*等待接收数据*/
return (unsigned char)UART1->URXD;
}
8.3.4.2 步骤2：编写用于测试main函数
编写用于测试main函数，我们让串口接收到的数据，交给上一小节中所写的发送函数中，从而实现串口回显。
程序文件：main.c
#include "uart.h"
int main()
{
unsigned char cTestData ; /*用于测试发送的数据*/
Uart_Init() ;
while(1)
{
cTestData = GetChar() ; /*等待从串口获取数据*/
PutChar(cTestData) ; /*从串口发送数据*/
}
return 0;
}
接着我们参照参考《4.4.4 编译程序》与参考《3.4 映像文件烧写、运行》，上机验证
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-kpsbGItQ-1642060106761)(https://cdn.jsdelivr.net/gh/DongshanPI/HomeSite-Photos@main/IMX6ULL-BareMetal/08_UART_Promgram_image034.png)]
在键盘中输入的数据，会在终端回显出来表明实验成功，例如：如上图，在键盘上输入100ask.6ull，终端会完整回显出来。
**注明：**整个完整工程代码目录在裸机Git仓库 NoosProgramProject/(8_UART串口编程/002_uart_txd_char)文件夹下。
8.3.5 完善回显功能
我们会发现上一小节所写的函数中有点问题，当我们按下回车的时候不会换行到行首，而是直接到行首，所以我们稍微修改main函数完善它。
程序文件：main.c
while(1)
{
cTestData = GetChar() ; /*等待从串口获取数据*/
if (cTestData == '\r') /*添加回车换行\n\r*/
{
PutChar('\n');
}
if (cTestData == '\n')
{
PutChar('\r');
}
PutChar(cTestData) ; /*从串口发送数据*/
}
在获得数据的时候，判定回车符‘\r’和换行符‘\n’即可，重新烧写上机实验，按下回车键就能回车换行
**注明：**整个完整工程代码目录在裸机Git仓库 NoosProgramProject/(8_UART串口编程/003_uart_better_char)文件夹下。
8.3.6 实现串口发送字符串功能
8.3.6.1 步骤1：实现打印字符串函数
实现打印字符串函数**，**在发送单字节的基础上，加上判断语句，实现连续打印字符。
程序文件：my_printf.c
void PutStr(const char *s)
{
while (*s)
{
PutChar(*s);
s++;
}
}
8.3.6.2 步骤2：在main函数中添加打印字符串函数的调用
在main函数中添加打印字符串函数的调用。
程序文件：main.c
PutStr("Hello, world!\n\r"); /*发送字符串*/
**注明：**整个完整工程代码目录在裸机Git仓库 NoosProgramProject/(8_UART串口编程/004_uart_str)文件夹下。
8.3.6.3 步骤3：参考章节《4-1.4编译程序》编译程序
8.3.6.4 步骤4：参考章节《3-1.4映像文件烧写、运行》烧写、运行程序
终端将打印出Hello，world！
Hello, world!
8.4 移植printf
8.4.1 在1.3章节工程文件基础上移植
①在uart.c中加入raise函数，用于防止编译失败。
程序文件：uart.c
119 int raise(int signum)/* raise函数，防止编译报错 */
120 {
121 return 0;
122 }
②修改Makefile
my_printf.c中用到除法的求模运算，需要提供除法库。一般的交叉工具链里都提示有基本的数学运算，它们位于libgcc.a中。我们需要把libgcc.a也链接进程序里，需要修改Makefile。
注意：链接指令中，每年“-L”表示库在哪里，即它的目录；“-l”表示哪个库，即库的名称，-lgcc 表示会链接“libgcc.a”库。
对Makefile作如下修改：
a. 增加$(CC) -nostdlib -g -c -o my_printf.o my_printf.c
b. 在$(LD) -T imx6ull.lds -g start.o uart.o main.o my_printf.o -o my_printf.elf后添加
-lgcc –L<libgcc.a的路径>
例如：$(LD) -T imx6ull.lds -g start.o uart.o main.o my_printf.o -o my_printf.elf -lgcc
-L/home/book/100ask_imx6ull-sdk/ToolChain/gcc-linaro-6.2.1*-2016.11-x86_64_arm-linux-gnueabihf/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/6.2.1
8.4.2 变参数函数移植
函数参数列表包括了字符串（format）和变参（…）组合而成
在vc6.0的头文件stdarg.h中找到
typedef char * va_list;
#define _INTSIZEOF(n) ( (sizeof(n) + sizeof(int) - 1) & ~(sizeof(int) - 1) )
#define va_start(ap,v) ( ap = (va_list)&v + _INTSIZEOF(v) )
#define va_arg(ap,t) ( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) )
#define va_end(ap) ( ap = (va_list)0 )
1） _INTSIZEOF(n) 用于获取其中一个变参类型占用的空间长度
2） va_start(ap,v) 令ap指向第一个变参地址
3） va_arg(ap,t) 取出一个变参，同时指针指向下一个变参
4） va_end(ap) 将指针指向NULL，防止野指针
移植以上的代码，编写一个属于自己的printf
参考int printf(const char *format, …)库函数，实现my_printf
程序文件：my_printf.c
int printf(const char *fmt, ...)
{
va_list ap;
va_start(ap, fmt);
my_vprintf(fmt, ap);
va_end(ap);
return 0;
}
8.4.3 编写my_vprintf(fmt, ap)
参考int vprintf(const char *format, va_list ap)实现my_vprintf
程序文件：my_printf.c
static int my_vprintf(const char *fmt, va_list ap)
{
char lead=' ';
int maxwidth=0;
for(; *fmt != '\0'; fmt++)
{
if (*fmt != '%') {
outc(*fmt);
continue;
}
lead=' ';
maxwidth=0;
//format : %08d, %8d,%d,%u,%x,%f,%c,%s
fmt++;
if(*fmt == '0'){
lead = '0';
fmt++;
}
while(*fmt >= '0' && *fmt <= '9'){
maxwidth *=10;
maxwidth += (*fmt - '0');
fmt++;
}
switch (*fmt) {
case 'd': out_num(va_arg(ap, int), 10,lead,maxwidth); break;
case 'o': out_num(va_arg(ap, unsigned int), 8,lead,maxwidth); break;
case 'u': out_num(va_arg(ap, unsigned int), 10,lead,maxwidth); break;
case 'x': out_num(va_arg(ap, unsigned int), 16,lead,maxwidth); break;
case 'c': outc(va_arg(ap, int )); break;
case 's': outs(va_arg(ap, char *)); break;
default:
outc(*fmt);
break;
}
}
return 0;
}
8.4.4 编写out_c，outs与out_num函数
利用之前我们实现的单字节打印函数void PutChar(int c)实现out_c，outs与out_num函数outc用于格式化输出中的%c的输出。
程序文件：my_printf.c
static int outc(int c)
{
PutChar(c);
return 0;
}
outs用于格式化输出中的%s的输出。
程序文件：my_printf.c
static int outs (const char *s)
{
while (*s != '\0')
PutChar(*s++);
return 0;
}
out_num用于格式化输出中的%d，%o，%u，%x的输出。
程序文件：my_printf.c
static int out_num(long n, int base,char lead,int maxwidth)
{
unsigned long m=0;
char buf[MAX_NUMBER_BYTES], *s = buf + sizeof(buf);
int count=0,i=0;
*--s = '\0';
if (n < 0){
m = -n;
}
else{
m = n;
}
do{
*--s = hex_tab[m%base];
count++;
}while ((m /= base) != 0);
if( maxwidth && count < maxwidth){
for (i=maxwidth - count; i; i--)
*--s = lead;
}
if (n < 0)
*--s = '-';
return outs(s);
}
8.4.5 编写my_printf_test的测试函数
程序文件：my_printf.c
int my_printf_test(void)
{
printf("This is www.100ask.org my_printf test\n\r") ;
printf("test char =%c,%c\n\r", 'A','a') ;
printf("test decimal number =%d\n\r", 123456) ;
printf("test decimal number =%d\n\r", -123456) ;
printf("test hex number =0x%x\n\r", 0x55aa55aa) ;
printf("test string =%s\n\r", "www.100ask.org") ;
printf("num=%08d\n\r", 12345);
printf("num=%8d\n\r", 12345);
printf("num=0x%08x\n\r", 0x12345);
printf("num=0x%8x\n\r", 0x12345);
printf("num=0x%02x\n\r", 0x1);
printf("num=0x%2x\n\r", 0x1);
printf("num=%05d\n\r", 0x1);
printf("num=%5d\n\r", 0x1);
return 0;
}
8.4.6 编写main测试程序
在main函数中只需要调用8.3.5中实现的my_printf_test即可。
程序文件：main.c
#include "my_printf.h"
#include "uart.h"
int main()
{
Uart_Init();
my_printf_test();
return 0;
}
注明： 此例程代码目录在裸机Git仓库 NoosProgramProject/(8_UART串口编程/005_myprintf_test)。
8.4.6.1 步骤1：参考章节《4-1.4编译程序》编译程序
8.4.6.2 步骤2：参考章节《3-1.4映像文件烧写、运行》烧写、运行程序
最后编译程序烧写至开发板，观察终端输出信息。
This is www.100ask.org my_printf test
test char =A,a
test decimal number =123456
test decimal number =-123456
test hex number =0x55aa55aa
test string =www.100ask.org
num=00012345
num= 12345
num=0x00012345
num=0x 12345
num=0x01
num=0x 1
num=00001
num= 1
串口终端如果打印以上信息，证明实验成功！
**注意：**整个完整工程代码目录在裸机Git仓库 NoosProgramProject/(8_UART串口编程/005_printf_test文件夹下，可用于其它程序使用串口来打印或接收字符串。