SAM4E单片机之旅——17、通过UART进行标准IO

　　交互还是很有必要的，而且使用键盘和显示器的交互效率还是很高的。当然，可以直接使用UART进行字符的输入和输出。但是又何必浪费了C的标准输入输出的格式控制之类的功能呢?

　　这次内容就是使用scanf() 和printf() 函数进行PC和开发板的交互。

　　一、 C标准函数库　　

与硬件相关的功能，最终都需要直接访问硬件。这一点，C的标准函数库的实现面对众多的硬件设备，已经无能为力了。

　　Atmel Studio使用的C标准库的实现疑似为Newlib。

　　在工程的 ASFsamutilssyscallsgccsyscalls.c 文件中，ASF已经实现了若干需要自己实现的函数了(这个文件虽然叫syscall，但是可能只是因遵守unix的习惯起的。因为这里没有操作系统，也就没有“系统调用”一说了)。但是类似输入输出这些定制性较高的实现就没有默认的实现。

　　Newlib的大部分文件读写功能是通过_read() 和_write() 函数实现了。所以实现了这两个函数就可以实现标准输入输出了。函数的签名及参数含义可以google。

　　二、 实现

　　注意需要先完成UART的配置工作。

　　在具体的实现就很简单了。在实现时，可以不对目标文件进行判断，而对所有的输入输出均通过UART完成。若需要判断目标文件是否为标准输入输出，以及在检测到错误时对这个错误进行报告，就需要包含以下头文件：

　　#include 

　　#include 

　　_write：

　　int _write(int file,const char *ptr,int len)

　　{

　　// 只处理标准输出

　　if (file == STDOUT_FILENO){

　　for (int i = 0; i<LEN ; ++i){< p> 

　　// 通过UART写出数据

　　while (!(UART0->UART_SR & UART_SR_TXRDY));

　　UART0->UART_THR = ptr[i];

　　}

　　return len;

　　}else {

　　errno = EBADF;

　　return -1;

　　}

　　}

　　_read：

　　int _read (int file, char *ptr, int len)

　　{

　　// 只处理标准输入

　　if (file == STDIN_FILENO){

　　int i;

　　for (i = 0; i < len; i++){

　　// 通过UART读入数据

　　while(!(UART0->UART_SR & UART_SR_RXRDY));

　　ptr[i] = UART0->UART_RHR;

　　/* 当读到换行符时返回

　　if ('n' == ptr[i])

　　return i;

　　}

　　return i; /* 缓o冲?区?已°?慢y */

　　}else{

　　errno = EBADF;

　　return -1;

　　}

　　}

　　测试，以下代码获取UART的输入，并通过UART重新输出：

　　#include 

　　printf("-I- Test for stdio through UART0rn");

　　char readbuf[64];

　　while (1)

　　{

　　printf("-I- Input something...rn");

　　scanf("%s", readbuf);

　　printf("Output: %srn",readbuf);

　　}

　　注意，PC端在发送数据时需要加上换行符。

　　三、 在ASF中使用

　　因为这是一个很常用的功能，所以在ASF中也有实现。在ASF中不但可以进行一些配置，而且在使用的时候真正需要编写的代码只有几行，甚至这几行代码也可以完全参考(抄)ASF示例中的代码。

　　添加模块Standard serial I/O。

　　在conf_board.h里面已经默认声明了相应的宏了：

　　1

　　2/* Configure UART pins */

　　#define CONF_BOARD_UART_CONSOLE

　　在conf_uart_serial.h 里，已经有了使用UART相关的参考设置代码了。删去参考代码前面的注释符号即可：

　　/* A reference setting for UART */

　　/** UART Interface */

　　#define CONF_UART CONSOLE_UART

　　/** Baudrate setting */

　　#define CONF_UART_BAUDRATE 115200

　　/** Parity setting */

　　#define CONF_UART_PARITY UART_MR_PAR_NO

　　调用stdio_serial_init初始化串行标准I/O：

　　const usart_serial_options_t uart_serial_options = {

　　.baudrate = CONF_UART_BAUDRATE,

　　.paritytype = CONF_UART_PARITY

　　};

　　/* Configure console UART. */

　　sysclk_enable_peripheral_clock(CONSOLE_UART_ID);

　　stdio_serial_init(CONF_UART, &uart_serial_options);