本节介绍如何重定向printf输出到串口输出的多种方法，包括调用MDK微库（MicroLib）的方法，调用标准库的方法

    开发环境：CubeMX+MDK5.27
    芯片型号:STM32F103ZET6
    时间：2020/07/14

    Printf和fputc：
    相信学过C语言的你一定不会对printf感到陌生，因为每个程序员的第一个程序就是printf(“Hello World”);
    我们可以用printf打印各种各样的数据，无论是数字还是字符串，甚至是图形。
    而在嵌入式开发的过程中，我们经常需要调试进行debug，而调试时涉及到数据的地方，我们就可以通过printf观察数据是否正确，这也是嵌入式开发的调试技巧。在电赛中，做到测量题时就可以将测量的数据用串口打印出来，通过串口助手观察数据变化，并生成excel表格，再使用MATLAB去分析数据之间的线性关系。

    这么强大的printf，你了解多少呢？下面就简单介绍一下printf的来龙去脉。

    在学习C语言时，我们写的第一句就是#include ，这样一句话就告诉编译器我们想调用stdio.h中声明的所有函数。而这些函数中就有printf的身影。其格式如下

    1. int __cdecl printf(const char * __restrict__ _Format,...);

    printf函数会根据_Format字符串给出的格式打印输出到stdout中，在输出时printf会调用更加底层的I/O函数fputc去逐个字符打印，fputc也在stdio.h中定义过，格式如下

    int __cdecl fputc(int _Ch,FILE *_File);

    在fputc函数中，会将传入的参数 _Ch写入给定输出流_File，printf函数调用fputc函数时会向_File参数传入stdout从而打印数据到标准输出。
    以上就是printf实现的整个流程，那么我们想要通过单片机的串口实现printf就很简单明了，只需要重新定义fputc函数，在fputc中将数据通过串口发送就实现了串口printf。业内把这个过程称为fputc重定向或printf重定向。
    说了这么多，下面开始实战！

    实现前提：完成串口的配置，并且测试收发功能正常。
    实现步骤
    第一步、打开MDK并打开Options for Target窗口(点击锤子图标)，勾选Use MicroLib
    um.png
    MircoLib是对标准的C库进行了高度优化的库，供给MDK默认使用，相比于标准的C库，MicroLib的代码更少，资源占用也更少。

    第二步、重写fputc函数
    重新编写fputc函数，编写代码将字符通过串口发送，这里我们提供两种方法，在结尾会对比分析两种方法的优劣
    ①调用库函数发送字符串
    本代码编写在usart.c下**

    #if 1
#include <stdio.h>
//重定向c库函数printf到串口1，重定向后可使用prinf打印到串口
int fputc(int ch, FILE *File)
{
    HAL_UART_Transmit(&htim2,(uint8_t*)&ch, 1, 0xFFFF);
    return (ch)
}
#endif

    ②使用寄存器编程发送字符串
    本代码编写在usart.c下

    #if 1
#include <stdio.h>

int fputc(int ch, FILE *File)
{
    //判断串口1是否堵塞,即数据是否发送完
    while((USART1->SR & 0X40) == 0);
    //串口发送完成，发送该ch字符
    USART1->DR = (uint8_t)ch;
    return ch;
}
#endif

    以上两种方式都可以实现printf到串口，但方式②更具优点，同时不建议使用方式①，因为方式②采用的寄存器编程是直接操作硬件，速度和效率会比方式①调用库函数更高，因此建议使用方式②的写法！

    第三步，重写完fputc后，我们就可以在main.c中使用printf函数随心所欲的打印了，但要注意两个点。
    第一：记得在main.c里添加#include
    第二：不要在串口初始化函数之前就调用printf，这样硬件还没初始化，你调用printf也无意义，还有可能出现莫名其妙的问题。

    总结：串口通信是嵌入式开发中最最最常用的一种通信方式，因为它接线很简单，只有TX,RX,VCC,GND四根线，并且没有那么多的难以理解的问题，在调试模块时，最容易调试的就是串口通信的模块了，个人是这样觉得。到后面，会接触到更加多的通信方式，例如IIC通信、SPI通信、OneWire通信、CAN通信等。在这之前把串口通信好好掌握，会帮助你更好的理解后面的各种通信方式，其次在嵌入式开发中，好好利用printf来调试自己的系统是很有必要的，很多时候你没办法通过屏幕直接观察到现象，这个时候不妨用串口printf一下，简单又高效！