请教一下串口printf的实现方案？

leavic

这个问题已经想了很久了，一直没有一个好的方法，即使是在有RTOS的情况下。
这里说的串口printf，就是把printf retarget到串口上，但是不能用while(usart->tc!=1){}这样的代码来让CPU空转等待它完成。

到最后感觉应该靠DMA来完成，有两套方案，但是都有问题：

方案1、这个方案的时间不依赖实时系统的存在。建立一个buffer数组，在printf中寻找空的可用buffer，先用sprintf把 printf的内容传入这个可用buffer，然后开启DMA，在DMA的TC中断中再次检查buffer，如果有已经填充好的buffer，再次开启 DMA，然后形成这样一个循环。

问题：DMA传输虽然不占用CPU时间，但串口的DR寄存器是一直被占用了的，而且这个占用时间和直接用轮询等待的方式是一样的；如果在短时间内 连续大量的调用printf让缓冲区填满了，但DMA那边还在慢慢的传，串口DR寄存器还是被占用着，buffer又不能写了，丢失数据的问题就开始出现 了。

方案2：实现创建一个信号量。在printf函数中，先调用sprintf把内容传入字符串，开启DMA传送，然后无限时的等待获取信号量。这个 时候调用printf的这个任务事实上就被suspend了，系统可以切到其他任务执行。等DMA的TC中断发生了，释放这个信号量，printf那里的 阻塞被解除，调用printf函数的任务得以继续进行。

问题：很明显，单任务时没问题，多任务时直接完蛋。TC中断给出的信号量可能有好几个任务里的printf在等待，你到底要解除哪个printf 的阻塞呢？更严重的是，其他任务中的printf完全可能在第一个任务的printf对DMA的占用没有释放时就请求调用DMA，这个时候数据丢失也会发 生。

在有实时系统的情况下，到底要如何解决这种问题呢？目的很简单，printf本身的执行时间很短(不依靠轮询)，执行后的等待由借助RTOS调度完成。

正点原子

单独开辟一个任务.用于printf.优先级设为最低.
然后建立一个队列,由这个单独的任务顺序发送队列的数据.
这样printf还是干他的事情,其他任务不受干扰.需要发送的时候往队列里面丢数据就OK了.

leavic

哈哈，试过了各种方案，最后还是回到了原子在二楼的方案上来，队列实在是个好东西。
其他一些RTOS也自带了printf方案，不需要单独建立任务，但是系统本身却没几个可以让人满意的：

RTT的各种文档和支持都有限，用gcc工具链很多东西都要自己写；
ChibiOS/RT其实非常好，唯一的问题就是作者自己包干了太多事情，连启动文件、ld文件、向量表这些都重写了，所有的驱动和原子一个风格，全寄存器操作。驱动倒还好办，自己用库重写没问题，就是向量表全被改成了vector57、vector58这样的ISR名字实在头痛。

还是freertos这种只提供完善内核的比较好，可以比较自由的控制。不知道原子在用哪种rtos呢？

正点原子

ucosII

leavic

看到一种不用任务的printf方案：
printf函数负责把数据传入队列，然后开启串口的TXE中断，
TXE中断服务函数读取队列中的一个字符，然后丢到串口DR寄存器上，不等待传输完成，等这个字符发送完毕后自动再次进入TXE中断服务函数，
如果从队列读不到数据，证明已经发送完成，关闭TXE中断。

正点原子

也可以.

chibios

回复【6楼】正点原子:
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亲，你-正点原子，当我师傅吧？我现在正在用chibios但是很多基于这个系统的开发流程我都不懂，想请您指教几下，方便吧？比如说，我现在做的基于chibios的LPC1768ARM芯片的一个TFT液晶显示屏，我想如何做能让他显示字符？

chibios

回复【3楼】leavic:
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亲，你也当我师傅吧？我现在正在用chibios但是很多基于这个系统的开发流程我都不懂，想请您指教几下，方便吧？比如说，我现在做的基于chibios的LPC1768ARM芯片的一个TFT液晶显示屏，我想如何做能让他显示字符？

styleno1

用仿真接口SWO输出调试信息即可，当然，不是为了调试除外。
可除了调试，我不知道大家用printf()干嘛使？

jorya_txj

一般串口发送会采用fifo 的形式发送，一般是fifo + semaphore 或者其它高级的rtos做法可以参考高效实时操作系统原理以及实践这本书
http://www.raw-os.org/help.html

liyuanmrwhite

回复【2楼】正点原子:
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有没有相关的实例程序，不太明白怎么操作

正点原子

回复【11楼】liyuanmrwhite:
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没有哦

ufbycd

时间有点久远了，但还要说一下：
合理的实现方式：环形队列 + 中断发送
这应该很普通的算法呀    感觉搞MCU的  算法普遍不太强
我写的例子可以参考下：

[mw_shl_code=c,true]/*
* serial.c
*
*  Created on: 2016年8月5日
*      Author: chenss
*/

#include "serial.h"
#include "circular_buffer.h"
#include "semphr.h"

#define USE_CIRCULAR_BUFFER 1

// XXX 目前使用此功能有异常
#define USE_SAFE_PUT_CHAR 0

#define _TX_BUFFER_SIZE 128u

#if USE_CIRCULAR_BUFFER
static volatile bool _isTransmitting;
static uint8_t _txBuf[_TX_BUFFER_SIZE];
static cbuf_t _txCtrl;
#endif

#if USE_SAFE_PUT_CHAR
static SemaphoreHandle_t _sempHandle;
#endif

void Serial_Init(void)
{
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
        USART_InitTypeDef uartConfig;
        NVIC_InitTypeDef nvicConfig;

#if USE_CIRCULAR_BUFFER
        _isTransmitting = false;
        CBUF_Init(&_txCtrl, _txBuf, sizeof(_txBuf));
#endif

#if USE_SAFE_PUT_CHAR
        _sempHandle = xSemaphoreCreateCounting(_TX_BUFFER_SIZE, _TX_BUFFER_SIZE);
        configASSERT(_sempHandle);
#endif

        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);

        nvicConfig.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
        nvicConfig.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY + 1;
        nvicConfig.NVIC_IRQChannelSubPriority = 8;
        nvicConfig.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
        NVIC_Init(& nvicConfig);

        USART_StructInit(&uartConfig);
        uartConfig.USART_BaudRate = 115200;

        /* Configure USART Tx as push-pull */
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
        GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

        /* Configure USART Rx as input floating */
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
        GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

        /* USART configuration */
        USART_Init(USART1, &uartConfig);

        /* Enable USART */
        USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

char Serial_GetChar(void)
{
        return '\0';
}

void Serial_PutChar(char c)
{
#if USE_SAFE_PUT_CHAR
        if(xSemaphoreTake(_sempHandle, 2))
#endif
        {
                if(c == '\n')
                {
                        Serial_PutChar('\r');
                }
#if USE_CIRCULAR_BUFFER
                int8_t ret;

                ret = CBUF_Write(& _txCtrl, & c);
                if((ret == 0) && (! _isTransmitting))
                {
                        _isTransmitting = true;
                        USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, ENABLE);
                }
#else
                USART_SendData(USART1, c);
                while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
#endif
        }
}

void USART1_IRQHandler(void)
{
#if USE_CIRCULAR_BUFFER
        elem_t c;

        if(CBUF_Read(& _txCtrl, & c) == 0)
        {
                USART_SendData(USART1, (uint16_t) c);
#if USE_SAFE_PUT_CHAR
                xSemaphoreGiveFromISR(_sempHandle, NULL);
#endif
        }
        else
        {
                USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, DISABLE);
                _isTransmitting = false;
        }
#endif
}[/mw_shl_code]

一般BDN

今天看了位老司机的代码，也是像原子哥这么做的