单片机自定义printf函数的几种写法

strongerHuang
2025-07-04 09:20:05

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作者 | strongerHuang

微信公众号 | strongerHuang

单片机学习、做项目，经常都会用到类似 printf 这种打印输出的时候。

比如：

打印输出日志信息
打印输出调试信息
查看实时数据等

而 printf 用的最多的就是UART（重定向串口）。其实除了串口，也可以使用其他底层接口，I2C、SPI、CAN等这些常见通信接口也是可以的。

因为CAN的通信速率相对更高，我之前很多项目不管是传输数据，还是输出信息都用到 CAN 总线进行通信。所以，其实底层也可以“重定向CAN”

单片机printf打印输出

单片机 printf 打印输出，最常见的一种是使用UART串口重定向，然后使用微库，比如Keil环境下，只需要在配置界面勾选“微库”即可：

然后串口进行重定向：

#include<stdio.h>
intfputc(int ch, FILE *f){  USART_SendChar((uint8_t)ch);
return ch;}

经过上述简单配置，即可在应用中直接调用 printf 函数：

printf("公众号：strongerHuang");

以上只是最常见的一种方法，其实单片机打印输出还有很多方法：

1.UART打印输出

2.仿真打印输出

3.SWO打印输出

4.JLink-RTT打印输出

之前给大家分享过，请参看：专栏《打印输出教程》

单片机常见自定义printf函数

上面分享的 printf 打印输出都是标准的方法，有些时候，这些标准的方法可能不适合当前的项目。

比如内存、Flash不足了，输出的方式不能满足等，这个时候，就需要自定义printf函数了。这里简单分享一下常见的方式。

1、底层通信函数

UART串口是最常见的一种printf通信接口，其实，CAN这种通信速率更高的接口也是可以的。

USART_SendChar((uint8_t)ch);
//或者CAN总线作为通信接口
CAN_SendChar((uint8_t)ch);

2、重定向底层通信接口

这里是通过UART串口重定向实现一些基础的字符和字符串输出函数。

voidputchar(char c){  USART_SendChar(c);}
voidputs(constchar *str){while(*str)  {putchar(*str++);  }putchar('\n');}

3、实现整数输出

我们这里使用简单的 itoa（整数转字符串）算法。

voidprint_int(int num){char buffer[12];char *ptr = buffer + 11;char is_negative = 0;
if (num < 0) {      is_negative = 1;      num = -num;  }
  *ptr = '\0';do {      *--ptr = (num % 10) + '0';      num /= 10;  } while (num);
if (is_negative) {      *--ptr = '-';  }
puts(ptr);}

4、实现小数点输出

如果需要支持小数输出，可以添加一个简单的浮点数打印函数。但是，考虑到有些单片机不支持浮点运算硬件，这里使用定点数（整数和小数部分分离）来实现。

voidprint_fixed_point(int num, int fraction_digits){int integer_part = num / (int)pow(10, fraction_digits);int fractional_part = num % (int)pow(10, fraction_digits);
  print_int(integer_part);putchar('.');
for (int i = 0; i < fraction_digits; i++)  {    fractional_part *= 10;putchar((fractional_part / (int)pow(10, fraction_digits - i)) + '0');  }}

5、自定义封装成 printf 风格的函数

将以上函数封装成一个类似 printf 的函数。为了简单说明案例，这里只支持 %d 和 %f（使用定点数）格式说明符。

voidmy_printf(constchar *format, ...){  va_list args;  va_start(args, format);
constchar *ptr = format;while (*ptr)  {if (*ptr == '%')      {          ptr++;switch (*ptr)          {case'd':              {int num = va_arg(args, int);                  print_int(num);break;              }case'f':              { // 使用定点数表示int num = va_arg(args, int); // 整数部分和小数部分合并的定点数int fraction_digits = va_arg(args, int); // 小数位数                  print_fixed_point(num, fraction_digits);break;              }default:putchar('%');putchar(*ptr);break;          }      } else {putchar(*ptr);      }      ptr++;  }
  va_end(args);}