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stm32實現(xiàn)printf重定向到LCD顯示屏

作者： 時間：2016-11-11 來源：網絡 收藏
嘿嘿，學習stm32已經有一段時間了。以前糾結過一個問題，（USART）串口的可變參數(shù)問題，查找C語言的書終于還是解決了，自己編寫了一個USART_printf（）函數(shù)，功能模仿C語言的printf，實現(xiàn)可變參數(shù)處理。有點小成就感。
我也因此發(fā)表了一下C語言可變參數(shù)的博文, 同學們有興趣可以參考一下:
http://blog.sina.com.cn/s/blog_6e22f4ce01010uud.html
最近幾天在玩LCD顯示屏，基本驅動寫好了，并寫了一個函數(shù)支持中文英文混合打印，但是函數(shù)功能還是不夠強大啊！串口的時候可以使用printf重定向，這么說開printf也可以重定向到LCD？
基于這個問題，本人昨天著手編寫fputc（）函數(shù)，目的是實現(xiàn)printf重定向到LCD。經過漫長的幾個小時，調試成功了！??！調用printf("hello,%sn", str)其中str內容是“world“;實現(xiàn)了在LCD上打印hello，world了。嘿嘿，后續(xù)的學習就方便很多了。
首先還是同樣先復習一下printf重定向到USART，原理是修改fputc（）函數(shù)，將傳遞進來的參數(shù)轉發(fā)到USART（串口），具體fputc（）函數(shù)內容編寫可以參考以下例子：
int fputc(int ch, FILE* f)
{
if(ch == n)
{
USART_SendData(USART1, r);
USART_SendData(USART1, n);
}
USART_SendData(USART1, (uint8_t)ch);
while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
return ch;
}
看起來很熟悉吧。但是我們現(xiàn)在是要把它重定向到LCD，怎么實現(xiàn)呢？
　　同樣的方法，把傳遞進來的參數(shù)轉發(fā)到LCD就行了！嘿嘿，首先要有LCD驅動，也就是有LCD打印一個字符的函數(shù)（中文是兩個字節(jié)），舉一個例子。假設已經有一個打印一個字符的函數(shù)
LCD_Ascii_one（）；
函數(shù)參數(shù)先不理，來到這一步就已經成功了一半了。像串口一樣，只不過把
USART_SendData(USART1, (uint8_t)ch);
修改成
LCD_Ascii_One（...）；//其中參數(shù)...中包含ch信息
這樣, 整個框架就形成了, 下面是具體實現(xiàn)過程
先說明一下我的LCD_Ascii_One函數(shù):
LAC_Ascii_One(uint8_t X, uint16_t Y, uint8_t *Chinese, uint16_t Color);
四個參數(shù)的含義分別為:
uint8_t X 打印字符的橫坐標
uint16_t Y 打印字符的縱坐標
uint8_t *Chinese 打印字符的字模首地址 //字模提取軟件得到的, 字模放在sdcard, 使用時需要打開文件
uint16_t Color 打印字符的顏色
獲取字符的字模不是這里的重點, 同學們另找資料.
string = Get_Ascii(a); //獲取字符a的字模
調用LCD_Ascii_One(0, 10, string, WHITE);//打印
就實現(xiàn)了在LCD上的位置(0, 10)打印字符a, 顏色為白色
所以fputc函數(shù)里面會有這么一句
LCD_Ascii_One(x, y, ch, color);
不過還是不夠, 我們需要打印一個字符后跳到下一個位置, 不然下次打印就覆蓋了本次字符了
所以還必須封裝x, y, 讓他們帶有記憶功能, 呵呵,關鍵字static派上用場了
fputc函數(shù)需要聲明
static uint16_t x = 0, y = 0;
為什么是uint16_t 應為我的LCD顯示屏是240 * 320的
uint8_t 無法表示320, 所以是uint16_t, x也就順便uint16_t了哈
調用玩LCD_Ascii_one之后
x += 8; //因為我提取字模是8 * 16的Ascii字模
還有一部是fputc需要的
return ch;
這樣功能就完善一點了,加把勁, 繼續(xù)換行功能
在調用LCD_Ascii_One()之前, 先判斷x是否越界, 也就是當前這一行已經無法打印一個字符了
if(x > X_MAX - 8) //X_MAX是宏定義, 該值為240
{
x = 0; //x置零
y += 16; //y移至下一行
}
但是y也可能越界, 也就是說已經到了LCD的底部了, 我這里處理是越界直接退出, 不打印字符了
if(y > Y_MAX - 16) //Y_MAX是宏定義, 該值是320
{
return ch; //直接退出
}
換行功能還有調用printf()時候的n
所以還是老樣子, 跟串口一樣:
if(ch == n)
{
x = 0;
y += 16;
}
是否越界是上面的函數(shù)在判斷.
來到這里, 我們重新再這里一下fputc的內容
需要打印一個字符自動跳到下一個位置, x越界換行, y越界退出
當然這里只是一個框架, 還有其他需要封裝的, 例如中文, Ascii區(qū)分, 接下來會討論
只是fputc至少必須包含語句:
int fputc(int ch, FILE* f)
{
static uint16_t x = 0, y = 0;
uint8_t string[16];
if(ch == n) //換行
{
x = 0;
y += 16;
return ch;
}
if(x > X_MAX - 8) //X_MAX是宏定義, 該值為240
{
x = 0; //x置零
y += 16; //y移至下一行
}
if(y > Y_MAX - 16) //Y_MAX是宏定義, 該值是320
{
return ch; //直接退出
}
string = Get_Ascii(ch); //獲取ch的字模
LCD_Ascii_One(x, y, string, color); //打印字符ch
x += 8; //跳轉到下一個位置, 是否越界有上面函數(shù)判斷
return ch;
}
(能夠理解的同學接下來可以測試自己封裝一下中英文了, 接下來我們繼續(xù)討論實現(xiàn)中英文混輸.)
嘿嘿, 我的大概框架就是這樣, 當然這樣的功能還是不夠強大的, 對, 我們需要的是再強大一點的printf, 接下來是, 實現(xiàn)中英文混輸, 可變參數(shù)C語言已經幫我們實現(xiàn)了, 也就是說我們調用printf("hello %s", str);已經能打印出hello world并且換行了, 但是如果printf("你好n");會怎么樣? 亂碼? 沒錯, 我們現(xiàn)在只是實現(xiàn)了Ascii打印, 并沒有中文, 這是與串口所不同的, 因為串口打印到電腦的超級終端, 超級終端已經幫我們實現(xiàn)了這個功能了, 所以printf重定向到LCD還有再封裝, 對, 要更強大的函數(shù), 實現(xiàn)完美的打印功能!!
中英文混輸先要有一點預備知識.
1. 一個中文占兩個字節(jié), 一個Ascii占一個字節(jié).
2. Ascii最高字節(jié)為0, 中文的兩個字節(jié)最高字節(jié)都是1
上面的第二點再說明一下
如果將Ascii看成是無符號數(shù)字, 它的數(shù)值小于128, 也就是0~127
如果將中文的兩個字節(jié)分別看成無符號數(shù)字, 第一個字節(jié)范圍為128~255, 第二個字節(jié)也是128~255
嘿嘿, 判斷中英文就有辦法了~~~~
if(ch & 0x80) //判斷最高位是否為1, 最高位為1表達式ch & 0x80為真
{
中文字節(jié);
}
else
{
Ascii字節(jié);
}
中文有兩個字節(jié), 所以要進入fputc兩個才能打印出一個中文, 所以還必須把先進來的ch保存起來, 等下一個字節(jié)進來在打印,當然Ascii如果進來就直接打印. 這樣我們又要有記憶功能的tmp[2]分別保存中文的兩個字節(jié)了. 并且需要記錄是計入的是第一個中文字節(jié)還是第二個中文字節(jié)
static uint8_t flag;
static uint8_t tmp[2];
當然, 要打印中文, 還必須有一個打印中文的函數(shù), 我這里的函數(shù)是
LCD_Chinese_One(uint8_t X, uint16_t Y, uint8_t *Chinese, uint16_t Color);
uint8_t X 打印中文的橫坐標
uint16_t Y 打印中文的縱坐標
uint8_t *Chinese 打印中文的字模
uint16_t Color 打印中文的顏色
string = Get_Chinese("好"); //獲取好的字模
例如調用LCD_Chinese_One(5, 20, string, WHITE); //打印
就在LCD的位置（5, 20）打印＂好＂，　顏色為白色
來到這里, 相信同學們都懂了吧, 啰嗦一下, 我們再來看看fputc應該怎么寫
int fputc(int ch, FILE* f)
{
static uint16_t x = 0, y = 0; //坐標
uint8_t string[32]; //讀取字模數(shù)組
static uint8_t flag = 0; //漢字第一第二字節(jié)標志
static uint8_t tmp[2]; //保存漢字的兩個字節(jié)
if(ch == n) //換行
{
x = 0;
y += 16;
return ch;
}
if(ch & 0x80) //先判斷是否為中文
{
if(flag == 0) //中文的第一個字節(jié)還是第二個字節(jié)
{
flag = 1; //接下來是第二個字節(jié)
tmp[0] = ch; //記錄該字節(jié)
return ch; //按照C語言的fputc需要返回ch
}
else
{
flag = 0;
tmp[1] = ch;
if(x > X_MAX - 16) //判斷是否越界
{
x = 0; //換行處理
y += 16; //字模大小為16*16
}
if(y > Y_MAX - 16) //行越界
{
return ch; //直接退出處理
}
string = Get_Chinese(tmp);
LCD_Chinese_One(x, y, string, color);
x += 16;
return ch;
}
}
else
{
if(x > X_MAX - 8) //X_MAX是宏定義, 該值為240
{
x = 0; //x置零
y += 16; //y移至下一行
}
if(y > Y_MAX - 16) //Y_MAX是宏定義, 該值是320
{
return ch; //直接退出
}
string = Get_Ascii(ch); //獲取ch的字模
LCD_Ascii_One(x, y, string, color); //打印字符ch
x += 8; //跳轉到下一個位置, 是否越界有上面函數(shù)判斷
return ch;
}
}
至此, 函數(shù)封裝完成了.
測試調用一下
uint8_t str = "hello world";
printf("你好, 這是一個測試程序n%sn", str);
在LCD上打印的是
你好, 這是一個測試程序
hello world
嘿嘿, 重定向成功了!!!
相信已經能滿足廣大開發(fā)者的需求了, 有待完善的地方是控制符tr等, 不過都是相當簡單的.
下面給出我的封裝, 不過我是把字模放到sdcard的, 所以需要打開文件, 讀取文件等操作, 但是原理還是一樣的, 嘿嘿~~~~~~
#ifdef STDOUT_LCD
int fputc(int ch, FILE* f)
{
static uint32_t Offset, Read_Count;
static uint8_t Read_Font[32];
static FRESULT File_Status;
static FIL File;
static uint16_t x = 0, y = 0;
static uint8_t flag = 0;
static uint8_t tmp[2];
File_Status = f_open(&File, CHINESE_FONT, FA_OPEN_EXISTING | FA_READ); //中文字庫
if(ch == n) //換行處理
{
x = 0; //...
y += 18; //...
return ch;
}
if(ch & 0x80) //中文處理
{
if(flag == 0) //中文的兩個字節(jié)判斷, flag == 0 為第一個字節(jié)
{
tmp[0] = (uint8_t)(ch); //把第一個字節(jié)保存進來
flag = 1; //接下來是第二個字節(jié)
return ch; //按照C語言官方庫, 返回ch
}
else//是中文的第二個字節(jié)
{
tmp[1] = (uint8_t)(ch); //保存該字節(jié)
flag = 0; //下一次是第一個字節(jié)
if(x > X_MAX - 16) //判斷是否需要換行
{
x = 0; //換行操作...
y += 18; //...
}
if(y > Y_MAX - 16) //判斷是否越界
{
return ch; //越界退出
}
File_Status = f_open(&File, CHINESE_FONT, FA_OPEN_EXISTING | FA_READ);
if(Check_FileStatus(File_Status)) //判斷文件操作狀態(tài)
{
Offset = Chinese_Offset(tmp);//根據中文字庫字模提取軟件計算出漢字偏移位置
f_lseek(&File, Offset); //文件指針移至偏移位置
}
if(Check_FileStatus(File_Status)) //判斷文件操作狀態(tài)
{
File_Status = f_read(&File, Read_Font, 32, &Read_Count);
}
if(Check_FileStatus(File_Status)) //判斷文件操作狀態(tài)
{
LCD_Chinese_One(x, y, Read_Font, WHITE);//調用中文打印函數(shù)打印漢字
x += 16; //液晶橫坐標+16, 中文為16*16的
}
File_Status = f_close(&File); //關閉文件
}
}
else
{
if(x > X_MAX - 8) //判斷是否需要換行
{
x = 0; //換行操作...
y += 18; //...
}
if(y > Y_MAX - 16) //判斷是否越界
{
return ch; //越界退出
}
File_Status = f_open(&File, ASCII_FONT, FA_OPEN_EXISTING | FA_READ);
if(Check_FileStatus(File_Status)) //判斷文件操作狀態(tài)
{
Offset = ((uint8_t)(ch) - 0x20) << 4; //計算出Ascii偏移地址, 要先跳過Ascii控制字符
f_lseek(&File, Offset); //文件指針移至偏移位置
}
if(Check_FileStatus(File_Status))//判斷文件操作狀態(tài)
{
f_read(&File, Read_Font, 16, &Read_Count);//讀取字模信息
}
if(Check_FileStatus(File_Status))//判斷文件操作狀態(tài)
{
LCD_Ascii_One(x, y, Read_Font, WHITE); //調用Ascii打印函數(shù)打印字符
x += 8;//Ascii像素為8*16, 橫坐標+8
}
File_Status = f_close(&File); //關閉文件
}
return ch;
}
#endif //#ifdef STDOUT_LCD

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