引言
C语言中经常使用printf来输出调试信息，打印到屏幕。由于在单片机中没有屏幕，但是我们可以重定向printf，把数据打印到串口，从而在电脑端接收调试信息。这是除了debug外，另外一个非常有效的调试手段。
一、什么是printf的重定向
我们知道 C 语言中printf 函数默认输出设备是控制台，如果要实现在串口或者 LCD 上显示，必须重定义C语言标准库函数里调用的与输出设备相关的函数。比如使用 printf 输出到串口，则需要将 fputc 里面的输出指向串口,这一过程就叫 重定向 。
二、怎么样重定向printf
那么如何让 STM32 使用 printf 函数呢？很简单，只需要将 fputc 里面的输出指向 STM32 串口即可，fputc 函数有固定的格式，我们只需要在函数内操作STM32串口即可。
2.1 配置microLIB
由于我们使用的开发环境或者说工具链是keil-MDK，而在KEIL-MDK开发环境中，本身是没有包含C语言的一些标准库函数，如stdio.h这种文件等。
在KEIL-MDK开发环境中，可以选择使用MicroLIB库。MicroLIB是一个高度优化的C库，适用于嵌入式应用程序。它的特点是代码体积小，但功能较少，不支持某些ISO C特性。当然这里重定向printf要使用的库函数已经够用了。
我们可以直接在【魔法棒】中勾选上即可完成它的配置
2.2 重定向fputc函数（寄存器实现）
在使用MicroLIB库时，需要重定向fputc函数。fputc函数的原型如下：
int fputc(int ch, FILE* stream)
{
USART_SendChar(USART1, (uint8_t)ch);
return ch;
}那么，本次我们将printf重定向到串口上，这里使用的串口是USART1，只需要编写一个发送单字符数据的函数，接着重新定义一下fputc函数即可实现printf的重定向。
也就是说，只需要在usart.c中编写三个函数，分别是串口的初始化、发送一个字符函数、fputc函数重写即可。
参考代码如下：
1、usart.h
#ifndef __USART_H
#define __USART_H
#include "stm32f10x.h"
#include <stdio.h>
// 初始化
void USART_Init(void);
// 发送一个字符
void USART_SendChar(uint8_t ch);
#endif2、usart.c
#include "usart.h"
// 初始化
void USART_Init(void)
{
// 1. 开启GPIO时钟 PA9 PA10
RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPAEN;
RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_USART1EN;
// 2. 设置GPIO工作模式
// PA9 TX 输出，复用推挽输出 MODE-11 CNF-10
// PA10 RX 输入，浮空输入 MODE-00 CNF-01
GPIOA->CRH |= GPIO_CRH_MODE9;
GPIOA->CRH |= GPIO_CRH_CNF9_1;
GPIOA->CRH &= ~GPIO_CRH_CNF9_0;
GPIOA->CRH &= ~GPIO_CRH_MODE10;
GPIOA->CRH &= ~GPIO_CRH_CNF10_1;
GPIOA->CRH |= GPIO_CRH_CNF10_0;
// 3. 串口配置
// 3.1 设置波特率
USART1->BRR = 0x271; // 115.2 Kpbs
// 3.2 开启模块及收发使能
USART1->CR1 |= USART_CR1_UE;
USART1->CR1 |= USART_CR1_TE;
USART1->CR1 |= USART_CR1_RE;
// 3.3 其他配置（字长、奇偶校验、停止位）
USART1->CR1 &= ~USART_CR1_M;
USART1->CR1 &= ~USART_CR1_PCE;
USART1->CR2 &= ~USART_CR2_STOP;
}
// 发送一个字符
void USART_SendChar(uint8_t ch)
{
// 当发送的数据不为空时等待，TXE为1则可以继续写入数据
while ((USART1->SR & USART_SR_TXE) == 0)
{}
// 发送一个字符
USART1->DR = ch;
}
// 重定向fputc函数
int fputc(int ch, FILE * file)
{
USART_SendChar((uint8_t)ch);
return (int)ch;
}
3、main.c
#include "usart.h"
int main(void)
{
// 初始化
USART_Init();
// printf
int a = 100;
printf("a = %d", a);
// 死循环保持状态
while(1)
{
}
}
2.3 重定向fputc函数（HAL库实现）
然后我们在借助HAL库实现。其实也非常简单，其在STM32CubeMX中需要进行的配置和前面串口通讯轮询案例的HAL库实现需要的配置是一样的，因为本次作重定向主要就只是多重写一个fputc函数，即STM32CubeMX软件自动生成代码后我们再在usart.c中添加重写fputc函数的代码即可，非常简单。
所以这里附上前面HAL库实现的串口通讯轮询案例的文章链接，可以直接去看看相关配置步骤USART_串口通讯轮询案例（HAL库实现）-CSDN博客
然后，根据上面所述原理，这里直接给上添加到usart.c中的参考代码如下：
/* USER CODE BEGIN 1 */
int fputc(int ch, FILE * file)
{
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 1000);
return ch;
}
/* USER CODE END 1 */值得注意的是，keil中要勾选上【microLIB】、代码中引入#include<stdio.h> ，否则会提示找不到printf函数。
三、测试
编译以后，我们烧录然后在串口助手中看效果
1、寄存器实现的测试
2、HAL库实现的测试
显然，通过重定向printf，我们可以通过printf将一些信息打印发送到电脑上，使用串口助手进行查看。
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