【方法】STM32F103C8单片机在Keil 5环境下使用C++编写程序，并将printf和cout重定向到串口-白红宇的个人博客

【方法】STM32F103C8单片机在Keil 5环境下使用C++编写程序，并将printf和cout重定向到串口

发布日期：2021-06-29 10:16:54 浏览次数：4 分类：技术文章

本文共 6142 字，大约阅读时间需要 20 分钟。

程序下载地址：（提取码：s7d6）

首先，用pragma指令禁用半主机模式，防止调用printf就出现HardFault。然后在std命名空间中重写fgetc、fputc、fclose、fseek和fflush函数，还要重写__stdin、__stdout和__stderr这三个全局变量。

_sys_exit和_ttywrch也要重写，前者是main函数返回后调用的函数，_ttywrch是出现错误时往串口打印字符的函数。

_sys_exit函数不允许返回，必须以无限循环结尾。

另外，工程属性里面不要勾选Use MicroLIB，这个选项和C++是不兼容的！！即使使用C语言，。

【cout.cpp】

#include 
   
    #include 
    
     #include "common.hpp"#pragma import(__use_no_semihosting) // 禁用半主机模式// 请不要勾选Use MicroLib#ifdef __MICROLIB#error "Please do not use MicroLib!"#endifextern "C"{  void _sys_exit(int returncode)  {    printf("Exited! returncode=%d\n", returncode);    while (1);  }    void _ttywrch(int ch)  {    if (ch == '\n')      HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)"\r\n", 2, HAL_MAX_DELAY);    else      HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, HAL_MAX_DELAY);  }}namespace std{  struct __FILE  {    int handle;    /* Whatever you require here. If the only file you are using is */    /* standard output using printf() for debugging, no file handling */    /* is required. */  };    FILE __stdin = {0};  FILE __stdout = {1};  FILE __stderr = {2};    int fgetc(FILE *stream)  {    int c = 0;        if (stream->handle == 0)    {      while (__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1, UART_FLAG_RXNE) == RESET);      HAL_UART_Receive(&huart1, (uint8_t *)&c, 1, HAL_MAX_DELAY);            _ttywrch((c == '\r') ? '\n' : c); // 回显      return c;    }    return EOF;  }    int fputc(int c, FILE *stream)  {    if (stream->handle == 1 || stream->handle == 2)    {      _ttywrch(c);      return c;    }    return EOF;  }    int fclose(FILE * stream)  {    return 0;  }    int fseek(FILE *stream, long int offset, int whence)  {    return -1;  }    int fflush(FILE *stream)  {    if (stream->handle == 1 || stream->handle == 2)      while (__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1, UART_FLAG_TC) == RESET);    return 0;  }}

另外，启动文件startup_stm32f103xb.s中默认分配的堆空间太小，必须要改大，否则将无法进入main函数。如果程序运行过程中出现HardFault，说明堆空间仍然不够，还需要继续改大。

Heap_Size       EQU     0x0001000

以下是测试代码：

【main.cpp】

#include 
   
    #include 
    
     #include 
     
      #include 
      
       #include 
       
        #include "common.hpp"using namespace std;// 类class Test{  private:    int num;  public:    Test(int num) : num(num) {}        void display(void)    {      cout << "num=" << num << endl;    }};// 函数模板template 
        
         static void further_test(T a){ cout << "[" << typeid(a).name() << "] a=" << a << endl;}// 字符串替换static void str_replace(string search, string replace, string &subject){ string::size_type pos = 0; for (pos = 0; (pos = subject.find(search, pos)) != string::npos; pos += replace.length()) subject.replace(pos, search.length(), replace);}static void further_test(void){ // string字符串 string str = "this is"; str.append(" a string"); str_replace("is", "[IS]", str); cout << str << " len=" << str.length() << endl; // vector容器 vector
         
           items; vector
          
           ::iterator iter; items.push_back("fooo"); items.push_back("bar"); items.push_back("welcome"); cout << "size=" << items.size() << endl; for (iter = items.begin(); iter != items.end(); ++iter) cout << *iter << " "; cout << endl; // new和delete运算符 int i; int n = items.size(); int *arr = new int[n]; for (i = 0; i < n; i++) arr[i] = items.at(i).length(); for (i = 0; i < n; i++) cout << arr[i] << " "; cout << endl; delete[] arr; // 类 Test t = 50; t.display(); // 引用 Test &u = t; u.display(); // scanf输入 printf("Please input: "); scanf("%d", &n); printf("2n=%d\n", 2 * n); // cin输入 cout << "Please input: "; cin >> n; cout << "3n=" << 3 * n << endl;}// s文件中的Heap_Size必须改大，不能采用默认值，否则进不了main函数// 如果出现Hard Error, 则说明还需要继续改大int main(void){ HAL_Init(); clock_init(); usart_init(115200); printf("STM32F103C8 printf\n"); printf("SystemCoreClock=%u\n", SystemCoreClock); cout << "STM32F103C8 cout" << endl; cout << "SystemCoreClock=" << SystemCoreClock << endl; // 函数重载 further_test(15); further_test("this"); further_test(); return 0;}

【common.cpp】

#include 
   
    #include 
    
     #include "common.hpp"UART_HandleTypeDef huart1;extern "C"{#ifdef USE_FULL_ASSERT  // HAL库参数错误警告  void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)  {    printf("%s: file %s on line %d\n", __FUNCTION__, file, line);    while (1);  }#endif    void HardFault_Handler(void)  {    printf("Hard Error!\n");    while (1);  }    void SysTick_Handler(void)  {    HAL_IncTick();  }}// 配置系统和总线时钟void clock_init(void){  HAL_StatusTypeDef status;  RCC_ClkInitTypeDef clk = {0};  RCC_OscInitTypeDef osc = {0};  // 外部晶振为8MHz, 配置PLL倍频器倍频9倍后是72MHz  osc.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;  osc.HSEState = RCC_HSE_ON;  osc.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;  osc.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;  osc.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;  status = HAL_RCC_OscConfig(&osc);    // 如果外部晶振启动失败, 则改用内部的8MHz晶振, 经过2分频后倍频16倍, 变成64MHz  if (status != HAL_OK)  {    osc.HSEState = RCC_HSE_OFF;    osc.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL16;    osc.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI_DIV2;    HAL_RCC_OscConfig(&osc);  }    // ADC时钟不能超过14MHz, 所以需要6分频, 72MHz经过分频后是12MHz  __HAL_RCC_ADC_CONFIG(RCC_ADCPCLK2_DIV6);    // 配置AHB和APB2总线时钟为72MHz, APB1总线时钟为36MHz  clk.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK | RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;  clk.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;  clk.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;  clk.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;  clk.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;  HAL_RCC_ClockConfig(&clk, FLASH_LATENCY_2);}void usart_init(int baud_rate){  GPIO_InitTypeDef gpio = {0};    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();  __HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();    gpio.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;  gpio.Pin = GPIO_PIN_9;  gpio.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &gpio);    huart1.Instance = USART1;  huart1.Init.BaudRate = baud_rate;  huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;  HAL_UART_Init(&huart1);}

【common.hpp】

#ifndef __COMMON_H#define __COMMON_H#ifdef HAL_UART_MODULE_ENABLEDextern UART_HandleTypeDef huart1;#endifvoid clock_init(void);void usart_init(int baud_rate);#endif

程序运行结果：

STM32F103C8 printfSystemCoreClock=72000000STM32F103C8 coutSystemCoreClock=72000000[i] a=15[PKc] a=thisth[IS] [IS] a string len=20size=3fooo bar welcome4 3 7num=50num=50Please input: 1232n=246Please input: -4563n=-1368Exited! returncode=0

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