前言

在 PC 上運行 C 語言時，prinf 輸出的內容會打印在電腦顯示器上，這是因為 prinf 默認的輸出設備就是顯示器。 而當我們在單片機上，需要通過 printf 函數將信息打印到串口，就要對 printf 函數的輸出進行重定向。

printf 輸出重定向的方法

printf 函數聲明如下：

int printf(const char *format, ...);

printf 函數根據 format 字符串給出的格式打印輸出到 stdout（標準輸出）中，當然，printf 函數是不會一個字符一個字符去輸出，它會調用更底層的 I/O 函數去逐個字符打印。

printf 是庫函數，不同編譯器對 C庫的底層實現機制是不同的，因此 printf 中調用了哪個底層 I/O 函數來輸出字符，需要根據當前使用的編譯器來確定。

我們實現 printf 輸出重定向的方法就是找到當前使用的編譯器中，printf 調用了哪個底層 I/O 函數來輸出字符，再改寫該函數，將字符通過串口輸出。

如何確定輸出字符的底層 I/O 函數？

以 Keil 為例，點擊菜單欄 Help ==> μVision Help 選項，打開幫助文檔。

如果你是51單片機項目，那么使用的編譯器是 Keil C51，打開的就是 C51 的幫助文檔； 如果你是 ARM 單片機項目，那么使用的編譯器是 Keil MDK，打開的就是 ARM 的幫助文檔。

查找 printf 關鍵字，可以看到 C51 的 printf 底層是調用 putchar 函數實現字符輸出的：

而 ARM 的 printf 函數底層是調用 fputc函數實現字符輸出的：

從上述的結果可知，要想通過 printf 向串口打印調試信息，C51 單片機需要改寫 putchar( ) 函數，而 ARM 單片機則需要改寫 fputc( ) 函數。

C51 和 ARM 項目中，printf 輸出重定向的方法是不一樣的，這就是有些人把 STM32 的 printf 搬到 C51 中會出錯的原因之一。

C51 重定向 printf 輸出的注意事項

C51 重定向 printf 函數的輸出到串口，需要改寫 putchar 函數，偽代碼如下：

char putchar (char ch)
{
    SBUF0 = ch;
while( !(SCON0 & (1<<1)));
    SCON0 &=~(1<<1);        
return 0;
}

使用 printf 函數前，需要包含

51單片機重定向 printf 函數后，如果直接像 PC機或者是 32位單片機那樣使用 %d 占位符打印數值，輸出的數值可能是錯誤的，例如下面的代碼輸出結果可能就是不正確：

int i = 10; 
printf("%d", i);

Keil 中擴展了 b、h、l 來設置字節寬度：

• b - 8位
• h - 16bit (默認)
• l - 32位

在 Keil C51中，用 printf 輸出一個單字節變量時，要使用%bd，例如：

unsigned char x = 'A'; 
printf("x: %bd\\n", x);

這些內容在 Keil C51 幫助文檔關于 printf 的章節中有提到：

擴展知識

不知道有沒小伙伴發現，如果項目中沒有重寫 putchar 或 fputc 函數，直接調用 printf 也不會報錯，只是 printf 打印的內容不知道輸出到哪里罷了。

printf 函數里面調用了更加底層的 putchar 或 fputc 函數而沒有報錯，說明在 C庫里面已經實現了 putchar 或 fputc 函數，那為什么我們在 C庫外重新實現 putchar 或 fputc 函數時，編譯器沒有報重復定義的錯誤呢？

這是因為在 C庫里，putchar 或 fputc 函數被定義成了弱函數(weak)，當你定義了 putchar 或 fputc 函數，那么編譯時就使用你定義的函數，否則就使用 C庫中的 putchar 或 fputc 函數。

關于 C語言的弱函數相關內容，這里不再展開來講，感興趣的小伙伴可自行查閱相關資料。