杂记:STM32 调试信息打印实现方式
杂记:STM32 调试信息打印实现方式
- 一、引言
- 二、使用 USART 串口打印
- 原理
- (二)实现步骤
- 硬件连接
- 代码实现
- 使用 ST - LINK 调试器 ITM 打印
- (一)原理
- (二)实现步骤
- 硬件连接
- 代码实现
- 四、使用 Semihosting 打印
- (一)原理
- (二)实现步骤
- 硬件连接
- 代码实现
- 五、对比USART1与STLINK调试器输出打印
- 5.1 硬件依赖性
- 5.2 适用场景
- 5.3 性能
- 5.4 使用方便性
一、引言
在 STM32 开发过程中,调试信息打印是一种非常实用的调试手段。通过打印关键信息,开发者可以实时了解程序的运行状态,快速定位和解决问题。本文将介绍几种常见的 STM32 调试信息打印实现方式,并给出相应的代码示例和图文说明。
二、使用 USART 串口打印
原理
USART(通用同步异步收发传输器)是 STM32 常用的通信接口,通过配置 USART 并将调试信息以字符形式发送出去,上位机(如电脑)使用串口调试助手接收并显示这些信息。
(二)实现步骤
硬件连接
将 STM32 开发板的 USART 引脚(TX、RX)通过 USB 转串口模块连接到电脑的 USB 接口。例如,使用 STM32F103 系列,通常 USART1 的 TX 为 PA9,RX 为 PA10。
代码实现
#include "stm32f1xx_hal.h"
#include <stdio.h>UART_HandleTypeDef huart1;// 重定向 fputc 函数
int fputc(int ch, FILE *f)
{HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, HAL_MAX_DELAY);return ch;
}void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_USART1_UART_Init(void);int main(void)
{HAL_Init();SystemClock_Config();MX_GPIO_Init();MX_USART1_UART_Init();while (1){printf("Hello, USART!\r\n");HAL_Delay(1000);}
}
使用 ST - LINK 调试器 ITM 打印
(一)原理
ITM(Instrumentation Trace Macrocell)是 ARM Cortex - M 内核提供的一种调试功能,通过 ST - LINK 调试器将调试信息从芯片传输到开发环境(如 Keil MDK)中显示。
(二)实现步骤
硬件连接
使用 ST - LINK 调试器通过 SWD 或 JTAG 接口连接 STM32 开发板。
代码实现
#include "stm32f1xx_hal.h"
#include <stdio.h>// 使能 ITM
#define ITM_Port8(n) (*((volatile unsigned char *)(0xE0000000+4*n)))
#define ITM_Port16(n) (*((volatile unsigned short*)(0xE0000000+4*n)))
#define ITM_Port32(n) (*((volatile unsigned long *)(0xE0000000+4*n)))
#define DEMCR (*((volatile unsigned long *)(0xE000EDFC)))
#define TRCENA 0x01000000int fputc(int ch, FILE *f)
{if (DEMCR & TRCENA){while (ITM_Port32(0) == 0);ITM_Port8(0) = ch;}return(ch);
}void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);int main(void)
{HAL_Init();SystemClock_Config();MX_GPIO_Init();while (1){printf("Hello, ITM!\r\n");HAL_Delay(1000);}
}
四、使用 Semihosting 打印
(一)原理
Semihosting 是 ARM 提供的一种机制,允许运行在目标芯片上的代码与主机(开发环境)进行交互,通过主机的标准输入输出设备进行调试信息的打印。
(二)实现步骤
硬件连接
使用 ST - LINK 调试器通过 SWD 或 JTAG 接口连接 STM32 开发板。
代码实现
配置半主机模式在Keil中,可以通过以下步骤启用半主机模式:
- 打开项目选项(Project -> Options for Target)。
- 在“Debug”选项卡中,选择“Settings”。
- 在“Semihosting”部分,启用“Semihosting”选项。

#include "stm32f1xx_hal.h"
#include <stdio.h>// 重定向 fputc 函数
extern int __io_putchar(int ch);
int fputc(int ch, FILE *f)
{return __io_putchar(ch);
}void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);int main(void)
{HAL_Init();SystemClock_Config();MX_GPIO_Init();while (1){printf("Hello, Semihosting!\r\n");HAL_Delay(1000);}
}
五、对比USART1与STLINK调试器输出打印
5.1 硬件依赖性
• USART1:需要硬件串口支持,需要连接串口线或USB转串口模块。
• STLINK:不需要硬件串口,但需要调试器支持半主机模式。
5.2 适用场景
• USART1:适用于需要在目标硬件上直接查看调试信息的场景,如嵌入式系统开发。• STLINK:适用于需要在开发环境中查看调试信息的场景,如调试阶段。
5.3 性能
• USART1:性能较高,适合大量数据输出。
• STLINK:性能较低,适合少量调试信息输出。
5.4 使用方便性
• USART1:需要配置串口和重定向 printf 函数。
• STLINK:配置简单,直接使用 printf 函数即可。
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