「正点原子Linux连载」第二十二章串口格式化函数移植实验

2）摘自《正点原子I.MX6U嵌入式Linux驱动开发指南》
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第二十二章串口格式化函数移植实验
上一章实验我们实现了UART1基本的数据收发功能，虽然可以用来调试程序，但是功能太单一了，只能输出字符。如果需要输出数字的时候就需要我们自己先将数字转换为字符，非常的不方便。学习STM32串口的时候我们都会将printf函数映射到串口上，这样就可以使用printf函数来完成格式化输出了，使用非常方便。本章我们就来学习如何将printf这样的格式化函数移植到I.MX6U-ALPHA开发板上。
22.1串口格式化函数简介       格式化函数说的是printf、sprintf和scanf这样的函数，分为格式化输入和格式化输出两类函数。学习C语言的时候常常通过printf函数在屏幕上显示字符串，通过scanf函数从键盘获取输入。这样就有了输入和输出了，实现了最基本的人机交互。学习STM32的时候会将printf映射到串口上，这样即使没有屏幕，也可以通过串口来和开发板进行交互。在I.MX6U-ALPHA开发板上也可以使用此方法，将printf和scanf映射到串口上，这样就可以使用SecureCRT作为开发板的终端，完成与开发板的交互。也可以使用printf和sprintf来实现各种各样的格式化字符串，方便我们后续的开发。串口驱动我们上一章已经编写完成了，而且实现了最基本的字节收发，本章我们就通过移植网上别人已经做好的文件来实现格式化函数。
22.2硬件原理分析       本章所需的硬件和上一章相同。
22.3实验程序编写       本实验对应的例程路径为：开发板光盘-> 1、裸机例程->14_printf。
本章实验所需要移植的源码已经放到了开发板光盘中，路径为：1、例程源码->5、模块驱动源码->2、格式化函数源码->stdio，文件夹stdio里面的文件就是我们要移植的源码文件。本章实验在上一章例程的基础上完成，将stdio文件夹复制到实验工程根目录中，如图22.3.1所示：

图22.3.1添加实验源码
       stdio里面有两个文件夹：include和lib，这两个文件夹里面的内容如图22.3.2所示：

图22.3.2stdio所有源码文件
       图22.3.2就是stdio里面的所有文件，stdio里面的文件其实是从uboot里面移植过来的。后面学习uboot以后大家有兴趣的话可以自行从uboot源码里面“扣”出相应的文件，完成格式化函数的移植。这里要注意一点，stdio中并没有实现完全版的格式化函数，比如printf函数并不支持浮点数，但是基本够我们使用了。
       移植好以后就要测试相应的函数工作是否正常，我们使用scanf函数等待键盘输入两个整数，然后将两个整数进行相加并使用printf函数输出结果。在main.c里面输入如下内容：
示例代码22.3.1 main.c文件代码
/**************************************************************
Copyright © zuozhongkai Co., Ltd. 1998-2019. All rights reserved.
文件名   : main.c
作者     : 左忠凯
版本     : V1.0
描述     : I.MX6U开发板裸机实验14 串口print实验
其他     : 本实验在串口上移植printf，实现printf函数功能，方便以后的
程序调试。
论坛     : www.openedv.com
日志     : 初版V1.0 2019/1/15 左忠凯创建
**************************************************************/
1  #include "bsp_clk.h"
2  #include "bsp_delay.h"
3  #include "bsp_led.h"
4  #include "bsp_beep.h"
5  #include "bsp_key.h"
6  #include "bsp_int.h"
7  #include "bsp_uart.h"
8  #include "stdio.h"
9
10/*
11  * @description   : main函数
12  * @param           : 无
13  * @Return          : 无
14  */
15int main(void)
16{
17  unsignedchar state = OFF;
18  int a , b;
19
20     int_init();   /* 初始化中断(一定要最先调用！)  */
21  imx6u_clkinit();  /* 初始化系统时钟   */
22  delay_init(); /* 初始化延时          */
23  clk_enable(); /* 使能所有的时钟   */
24  led_init();   /* 初始化led                   */
25  beep_init();  /* 初始化beep                  */
26  uart_init();  /* 初始化串口，波特率115200    */
27
28  while(1)
29  {
30  printf("输入两个整数，使用空格隔开:");
31  scanf("%d %d",&a,&b);/* 输入两个整数 */
32  printf("rn数据%d + %d = %drnrn", a, b, a+b);/* 输出和 */
33
34  state =!state;
35  led_switch(LED0,state);
36  }
37
38  return0;
39}
    第30行使用printf函数输出一段提示信息，第31行使用函数scanf等待键盘输入两个整数。第32行使用printf函数输出两个整数的和。程序很简单，但是可以验证printf和scanf这两个函数是否正常工作。
22.4编译下载验证22.4.1编写Makefile和链接脚本       修改Makefile中的TARGET为printf，在INCDIRS中加入“stdio/include”，在SRCDIRS中加入“stdio/lib”，修改后的Makefile如下：
示例代码22.4.1.1 Makefile文件代码
1  CROSS_COMPILE ?= arm-linux-gnueabihf-
2  TARGET         ?=printf
3
4/* 省略掉其它代码...... */
5
6  INCDIRS :=  imx6ul
7      stdio/include
8      bsp/clk
9      bsp/led
10     bsp/delay  
11     bsp/beep
12     bsp/gpio
13     bsp/key
14     bsp/exit
15     bsp/int
16     bsp/epittimer
17     bsp/keyfilter
18     bsp/uart
19
20 SRCDIRS    :=  project
21     stdio/lib
22     bsp/clk
23     bsp/led
24     bsp/delay
25     bsp/beep
26     bsp/gpio
27     bsp/key
28     bsp/exit
29     bsp/int
30     bsp/epittimer
31     bsp/keyfilter
32     bsp/uart
33
34/* 省略掉其它代码...... */
35
36$(COBJS): obj/%.o : %.c
37$(CC) -Wall -Wa,-mimplicit-it=thumb -nostdlib -fno-builtin -c -O2  $(INCLUDE) -o $@ $<
38
39 clean:
40  rm -rf $(TARGET).elf $(TARGET).dis $(TARGET).bin $(COBJS)$(SOBJS)
第2行修改变量TARGET为“printf”，也就是目标名称为“printf”。
       第7行在变量INCDIRS中添加stdio相关头文件(.h)路径。
       第28行在变量SRCDIRS中添加stdio相关文件(.c)路径。
       第37行在编译C文件的时候添加了选项“-Wa,-mimplicit-it=thumb”，否则的话会有如下类似的错误提示：
thumb conditional instruction should be in IT block -- `addcs r5,r5,#65536'
    链接脚本保持不变。
22.4.2编译下载       使用Make命令编译代码，编译成功以后使用软件imxdownload将编译完成的printf.bin文件下载到SD卡中，命令如下：
chmod 777 imxdownload                    //给予imxdownload可执行权限，一次即可
./imxdownload printf.bin /dev/sdd        //烧写到SD卡中
       烧写成功以后将SD卡插到开发板的SD卡槽中，打开SourceCRT，设置好连接，然后复位开发板。SourceCRT显示如图22.4.2.1所示：

图22.4.2.1 SourceCRT默认显示界面
       根据图22.4.2.1所示的提示，输入两个整数，使用空格隔开，输入完成以后按下“回车键”，结果如图22.4.2.2所示：

图22.4.2.2计算输入结果显示
从图22.4.2.2可以看出，输入了32和5，这两个整数，然后计算出32+5=37。计算和显示都正确，说明格式化函数移植成功，以后我们就可以使用printf来调试程序了。