C语言Printf之使用及在单片机中的用法.docx
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C语言Printf之使用及在单片机中的用法.docx
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C语言Printf之使用及在单片机中的用法
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()
{inta=-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
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\nTestcomplete.");
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:
0521JNBTI0,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:
0521JNBTI0,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。
……
unsignedcharPrintChar[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,"\nTestcomplete.");
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 { *pchar=0; ES0=0; TI0=1; printf("writing0x%04x: %u\n",(unsigned)pchar,(unsigned)*pchar); ES0=1; pchar++; } sprintf(PrintChar,"Testcomplete.\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 { *pchar=0; ES0=0; printf("writing0x%04x: %u\n",(unsigned)pchar,(unsigned)*pchar); ES0=1; pchar++; } while(TI0==0){}; TI0=0; sprintf(PrintChar,"Testcomplete.\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: 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 staticintuart_putchar(charc,FILE*stream); staticFILEmystdout=FDEV_SETUP_STREAM(uart_putchar,NULL, _FDEV_SETUP_WRITE); staticintuart_putchar(charc,FILE*stream) { if(c==''\n'') uart_putchar(''\r'',stream); loop_until_bit_is_set(UCSRA,UDRE); UDR=c; return0; } intmain(void) { init_uart(); stdout=&mystdout; printf("Hello,world! \n"); return0; } 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: typedefchar*va_list; voidva_start(va_listap,prev_param); typeva_arg(va_listap,type); voidva_end(va_listap); 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 */ //#defineUSERHEX //notusethismacro staticvoidmyprintf(constchar*fmt,...) { constchar*s; intd; charbuf[16]; va_listap; 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)//nextof% { case''s'': s=va_arg(ap,constchar*);//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! #ifdefUSERHEX while(d) { constuint8table[]="0123456789ABCDEF"; uint8i=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 staticvoidput_char(uint8data) { 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: intmain(void) { usart_init_std(); //初始化串口 uint8i=100; uint8*s="Word! "; myprintf("\n\rHello%s\n\r0x%x=%d\n",s,i,i); return0; } 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@
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- 语言 Printf 使用 单片机 中的 用法