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八、基于HAL库，实现printf（）打印调试函数

news 来源：原创 2025/5/13 11:27:30

在STM32开发中，使用HAL库实现printf函数的重定向需要将标准输出映射到串口（如USART）。以下是详细步骤和代码示例：

步骤 1：配置USART外设

使用STM32CubeMX配置USART：
- 启用USART模块（如USART1）
- 配置波特率、数据位、停止位、校验位
- 启用USART中断（可选）
- 生成代码

步骤 2：重定向标准输出

需要重写底层IO函数，将printf的输出重定向到HAL库的串口发送函数。

方法1：使用 `__io_putchar`（推荐）

#include <stdio.h>// 重定向到USART1
int __io_putchar(int ch) {HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)&ch, 1, HAL_MAX_DELAY);return ch;
}

方法2：重写 `_write` 函数（适用于GCC/LLVM）

#include <sys/unistd.h>int _write(int fd, char* ptr, int len) {HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)ptr, len, HAL_MAX_DELAY);return len;
}

步骤 3：关闭半主机模式（针对ARMCC）

如果使用Keil MDK，在代码开头添加：

#pragma import(__use_no_semihosting) // 禁用半主机模式void _sys_exit(int x) { // 避免半主机相关错误x = x;
}

步骤 4：验证代码

在main函数中测试：

printf("Hello, STM32!\n");
uint32_t counter = 0;
while(1) {printf("Counter: %lu\n", counter++);HAL_Delay(1000);
}

常见问题解决

无输出或乱码
- 检查波特率是否与终端软件设置一致
- 确认USART时钟和GPIO配置正确
程序卡死
- 确保调用HAL_UART_Transmit前已初始化USART（MX_USART1_UART_Init()）
- 检查huart1实例是否正确定义
浮点数无法打印
- 在CubeMX中启用Use float with printf（或在链接器选项添加-u _printf_float）

完整代码示例

/* main.c */
#include "main.h"
#include <stdio.h>UART_HandleTypeDef huart1;// USART1初始化函数（由CubeMX生成）
void MX_USART1_UART_Init(void) {huart1.Instance = USART1;huart1.Init.BaudRate = 115200;huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;HAL_UART_Init(&huart1);
}// 重定向printf
int __io_putchar(int ch) {HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)&ch, 1, HAL_MAX_DELAY);return ch;
}int main(void) {HAL_Init();SystemClock_Config();MX_USART1_UART_Init();printf("System Initialized!\n");while(1) {static int count = 0;printf("Count: %d\n", count++);HAL_Delay(1000);}
}