如何去实现基于HAL库的Printf函数功能重定向呢

　　前言：
　　今天我们学习STM32CubeMX串口的操作，以及HAL库串口的配置，我们会详细的讲解各个模块的使用和具体功能，并且基于HAL库实现Printf函数功能重定向，UART中断接收，本系列教程将HAL库与STM32CubeMX结合在一起讲解，使您可以更快速的学会各个模块的使用
　　所用工具：
　　1、芯片： STM32F407ZET6
　　2、STM32CubeMx软件
　　3、IDE： MDK-Keil软件
　　4、STM32F1xx/STM32F4xxHAL库
　　5、串口： 使用USART1 PA9，PA10
　　知识概括：
　　通过本篇博客您将学到：
　　STM32CubeMX创建串口例程
　　HAL库UATR函数库
　　重定义printf函数
　　HAL库，UART中断接收
　　HAL库UATR接收与发送例程
　　工程创建
　　1设置RCC
　　设置高速外部时钟HSE 选择外部时钟源
　　
　　2设置串口
　　
　　1点击USATR1
　　2设置MODE为异步通信（Asynchronous）
　　3基础参数：波特率为115200 Bits/s。传输数据长度为8 Bit。奇偶检验无，停止位1 接收和发送都使能
　　4GPIO引脚设置 USART1_RX/USART_TX
　　5 NVIC Settings 一栏使能接收中断
　　
　　3设置时钟
　　
　　我的是 外部晶振为8MHz
　　1选择外部时钟HSE 8MHz
　　2PLL锁相环倍频72倍
　　3系统时钟来源选择为PLL
　　4设置APB1分频器为 /2
　　32的时钟树框图 如果不懂的话请看《【STM32】系统时钟RCC详解（超详细，超全面）》
　　4项目文件设置
　　
　　1 设置项目名称
　　2 设置存储路径
　　3 选择所用IDE
　　
　　5创建工程文件
　　然后点击GENERATE CODE 创建工程
　　配置下载工具
　　新建的工程所有配置都是默认的 我们需要自行选择下载模式，勾选上下载后复位运行
　　
　　HAL库UART函数库介绍
　　UART结构体定义
　　UART_HandleTypeDef huart1; UART的名称定义，这个结构体中存放了UART所有用到的功能，后面的别名就是我们所用的uart串口的别名，默认为huart1
　　可以自行修改
　　
　　1、串口发送/接收函数
　　HAL_UART_Transmit（）;串口发送数据，使用超时管理机制
　　HAL_UART_Receive（）;串口接收数据，使用超时管理机制
　　HAL_UART_Transmit_IT（）;串口中断模式发送
　　HAL_UART_Receive_IT（）;串口中断模式接收
　　HAL_UART_Transmit_DMA（）;串口DMA模式发送
　　HAL_UART_Transmit_DMA（）;串口DMA模式接收
　　这几个函数的参数基本都是一样的，我们挑两个讲解一下
　　串口发送数据：
　　HAL_UART_Transmit（UART_HandleTypeDef *huart， uint8_t *pData， uint16_t Size， uint32_t Timeout） 功能：串口发送指定长度的数据。如果超时没发送完成，则不再发送，返回超时标志（HAL_TIMEOUT）。
　　参数：
　　UART_HandleTypeDef *huart UATR的别名 如 ： UART_HandleTypeDef huart1; 别名就是huart1
　　*pData 需要发送的数据
　　Size 发送的字节数
　　Timeout 最大发送时间，发送数据超过该时间退出发送
　　举例： HAL_UART_Transmit（&huart1， （uint8_t *）ZZX， 3， 0xffff）; //串口发送三个字节数据，最大传输时间0xffff 中断接收数据：
　　HAL_UART_Receive_IT（UART_HandleTypeDef *huart， uint8_t *pData， uint16_t Size） 功能：串口中断接收，以中断方式接收指定长度数据。
　　大致过程是，设置数据存放位置，接收数据长度，然后使能串口接收中断。接收到数据时，会触发串口中断。
　　再然后，串口中断函数处理，直到接收到指定长度数据，而后关闭中断，进入中断接收回调函数，不再触发接收中断。（只触发一次中断）
　　参数：
　　UART_HandleTypeDef *huart UATR的别名 如 ： UART_HandleTypeDef huart1; 别名就是huart1
　　*pData 接收到的数据存放地址
　　Size 接收的字节数
　　举例： HAL_UART_Receive_IT（&huart1，（uint8_t *）&value，1）; //中断接收一个字符，存储到value中
　　2、串口中断函数
　　HAL_UART_IRQHandler（UART_HandleTypeDef *huart）; //串口中断处理函数
　　HAL_UART_TxCpltCallback（UART_HandleTypeDef *huart）; //串口发送中断回调函数
　　HAL_UART_TxHalfCpltCallback（UART_HandleTypeDef *huart）; //串口发送一半中断回调函数（用的较少）
　　HAL_UART_RxCpltCallback（UART_HandleTypeDef *huart）; //串口接收中断回调函数
　　HAL_UART_RxHalfCpltCallback（UART_HandleTypeDef *huart）;//串口接收一半回调函数（用的较少）
　　HAL_UART_ErrorCallback（）;串口接收错误函数
　　串口接收中断回调函数：
　　HAL_UART_RxCpltCallback（UART_HandleTypeDef *huart）; 功能：HAL库的中断进行完之后，并不会直接退出，而是会进入中断回调函数中，用户可以在其中设置代码，
　　串口中断接收完成之后，会进入该函数，该函数为空函数，用户需自行修改，
　　参数：
　　UART_HandleTypeDef *huart UATR的别名 如 ： UART_HandleTypeDef huart1; 别名就是huart1
　　举例： HAL_UART_RxCpltCallback（&huart1）{ //用户设定的代码 }
　　串口中断处理函数
　　HAL_UART_IRQHandler（UART_HandleTypeDef *huart）;
　　功能：对接收到的数据进行判断和处理 判断是发送中断还是接收中断，然后进行数据的发送和接收，在中断服务函数中使用
　　如果接收数据，则会进行接收中断处理函数
　　/* UART in mode Receiver ---------------------------------------------------*/
　　if（（tmp_flag ！= RESET） && （tmp_it_source ！= RESET））
　　{
　　UART_Receive_IT（huart）;
　　}
　　如果发送数据，则会进行发送中断处理函数
　　/* UART in mode Transmitter ------------------------------------------------*/
　　if （（（isrflags & USART_SR_TXE） ！= RESET） && （（cr1its & USART_CR1_TXEIE） ！= RESET））
　　{
　　UART_Transmit_IT（huart）;
　　return;
　　}
　　3串口查询函数
　　HAL_UART_GetState（）; 判断UART的接收是否结束，或者发送数据是否忙碌
　　举例：
　　while（HAL_UART_GetState（&huart4） == HAL_UART_STATE_BUSY_TX） //检测UART发送结束
　　USART接收与发送
　　重新定义printf函数
　　在 stm32f4xx_hal.c中包含#include 《stdio.h》
　　#include “stm32f4xx_hal.h”
　　#include 《stdio.h》
　　extern UART_HandleTypeDef huart1; //声明串口
　　在 stm32f4xx_hal.c 中重写fget和fput函数
　　/**
　　* 函数功能： 重定向c库函数printf到DEBUG_USARTx
　　* 输入参数： 无
　　* 返 回 值： 无
　　* 说 明：无
　　*/
　　int fputc（int ch， FILE *f）
　　{
　　HAL_UART_Transmit（&huart1， （uint8_t *）&ch， 1， 0xffff）;
　　return ch;
　　}
　　/**
　　* 函数功能： 重定向c库函数getchar，scanf到DEBUG_USARTx
　　* 输入参数： 无
　　* 返 回 值： 无
　　* 说 明：无
　　*/
　　int fgetc（FILE *f）
　　{
　　uint8_t ch = 0;
　　HAL_UART_Receive（&huart1， &ch， 1， 0xffff）;
　　return ch;
　　}
　　在main.c中添加
　　#define RXBUFFERSIZE 256
　　char RxBuffer［RXBUFFERSIZE］;
　　while （1）
　　{
　　/* USER CODE END WHILE */
　　printf（“Z小旋测试n”）;
　　HAL_Delay（1000）;
　　/* USER CODE BEGIN 3 */
　　}
　　
　　UART接收中断
　　因为中断接收函数只能触发一次接收中断，所以我们需要在中断回调函数中再调用一次中断接收函数
　　具体流程：
　　1、初始化串口
　　2、在main中第一次调用接收中断函数
　　3、进入接收中断，接收完数据 进入中断回调函数
　　4、修改HAL_UART_RxCpltCallback中断回调函数，处理接收的数据，
　　5 回调函数中要调用一次HAL_UART_Receive_IT函数，使得程序可以重新触发接收中断
　　函数流程图：
　　HAL_UART_Receive_IT（中断接收函数） -》 USART2_IRQHandler（void）（中断服务函数） -》 HAL_UART_IRQHandler（UART_HandleTypeDef *huart）（中断处理函数） -》 UART_Receive_IT（UART_HandleTypeDef *huart） （接收函数） -》 HAL_UART_RxCpltCallback（huart）;（中断回调函数）
　　HAL_UART_RxCpltCallback函数就是用户要重写在main.c里的回调函数。
　　代码实现：
　　并在main.c中添加下列定义：
　　#include 《string.h》
　　#define RXBUFFERSIZE 256 //最大接收字节数
　　char RxBuffer［RXBUFFERSIZE］; //接收数据
　　uint8_t aRxBuffer; //接收中断缓冲
　　uint8_t Uart1_Rx_Cnt = 0; //接收缓冲计数
　　在main（）主函数中，调用一次接收中断函数
　　/* USER CODE BEGIN 2 */
　　HAL_UART_Receive_IT（&huart1， （uint8_t *）&aRxBuffer， 1）;
　　/* USER CODE END 2 */
　　在main.c下方添加中断回调函数
　　/* USER CODE BEGIN 4 */
　　void HAL_UART_RxCpltCallback（UART_HandleTypeDef *huart）
　　{
　　/* Prevent unused argument（s） compilation warning */
　　UNUSED（huart）;
　　/* NOTE： This function Should not be modified， when the callback is needed，
　　the HAL_UART_TxCpltCallback could be implemented in the user file
　　*/
　　if（Uart1_Rx_Cnt 》= 255） //溢出判断
　　{
　　Uart1_Rx_Cnt = 0;
　　memset（RxBuffer，0x00，sizeof（RxBuffer））;
　　HAL_UART_Transmit（&huart1， （uint8_t *）“数据溢出”， 10，0xFFFF）;
　　}
　　else
　　{
　　RxBuffer［Uart1_Rx_Cnt++］ = aRxBuffer; //接收数据转存
　　if（（RxBuffer［Uart1_Rx_Cnt-1］ == 0x0A）&&（RxBuffer［Uart1_Rx_Cnt-2］ == 0x0D）） //判断结束位
　　{
　　HAL_UART_Transmit（&huart1， （uint8_t *）&RxBuffer， Uart1_Rx_Cnt，0xFFFF）; //将收到的信息发送出去
　　while（HAL_UART_GetState（&huart1） == HAL_UART_STATE_BUSY_TX）;//检测UART发送结束
　　Uart1_Rx_Cnt = 0;
　　memset（RxBuffer，0x00，sizeof（RxBuffer））; //清空数组
　　}
　　}
　　HAL_UART_Receive_IT（&huart1， （uint8_t *）&aRxBuffer， 1）; //再开启接收中断
　　}
　　/* USER CODE END 4 */
　　发送数据被正常返回