51单片机实现scanf和printf函数

学习单片机有很长时间了，之前要再屏幕上显示一个变量或者通过串口传出一些变量值观测的话，需要进行一系列的取余取整运算，很是麻烦。

最近又研究了一下keil中针对printf和scanf的实现机理，做了一些改动，实现了标准格式化输入输出，共大家参考。

1.printf函数在格式化输出时，向下调用了char putchar(char c);这个函数，在“stdio.h”里可以发现有这个函数，所以我们需要自己构造一个这样的函数，即通过串口putchar(),代码如下：

char putchar(char c)
{
	hal_uart_putchar(c);
	return c;
}

其中hal_uart_putchar(c);函数是我们比较熟悉的了，是51单片机通过串口发送一个字节的函数，具体代码如下：

void hal_uart_putchar(char i)
{
	ES = 0;
	TI = 0; //清空发送完中断请求标志位
	SBUF = i;  //将数据放入寄存器发送
	while(TI == 0);//等待发送完毕，发送完毕 TI == 1
	TI = 0; //清空发送完中断请求标志位
	ES = 1;
}

有了这两个函数，在单片机启动后，首先进行串口初始化，接着就可以使用printf了……是不是很简单……

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2.下面再看scanf的具体实现方法：

scanf函数在格式化输入时，向下掉用了char getkey(void);这个函数，在“stdio.h”里可以发现有这个函数，所以我们需要自己构造一个这样的函数，即通过串口getkey(),代码如下：

char _getkey (void)  
{
	return hal_uart_getchar();
}

其中hal_uart_getchar(); 稍稍复杂，但也很好理解，代码如下：

char hal_uart_getchar(void)
{
	uchar ch;
	//Wait until a character is available:
	while(uart_rx_cnt == 0);
	ES = 0;
	ch = uart_rx[uart_rx_rp];
	uart_rx_rp = (uart_rx_rp + 1) % UART_BUF_SIZE;
	uart_rx_cnt--;
	ES = 1;
	return ch;
}

这个函数是从串口接收队列中取出队尾的一个字节。uart_rx_cnt 表示现在串口队列中的已有字节数，uart_rx_rp 指向队尾。

最后要介绍的一个函数是串口接收中断函数，代码如下：

void UART1InterruptReceive(void) interrupt 4
{
	ES=0;//关串行口中断
	if(RI)
	{
		RI=0;//接收中断信号清零，表示将继续接收
		if(uart_rx_cnt < UART_BUF_SIZE)
		{
			uart_rx[uart_rx_wp] = SBUF;
			uart_rx_wp = (uart_rx_wp + 1) % UART_BUF_SIZE;
			uart_rx_cnt++;
		}
	} 
	ES=1;//开串行口中断 
}

该函数实现了串口的中断接收，收到的新的字节存放在队首，即uart_rx_wp指向队列的首地址，每次收到一个新的字节，uart_rx_cnt增1。

至此，scanf函数也可以实现了。

测试截图：

注：串口接收的队列没有溢出检测……

这篇文章里实现的是对于串口的格式化输入输出，实际上，我们同样可以对hal_uart_getchar();和hal_uart_putchar(c);函数进行更改，实现在屏幕上的格式化输出等，思路都是一样的……