RT_Thread 调试笔记：串口打印、MSH控制台 相关

news2025/1/11 14:57:14

说明：记录日常使用 RT_Thread 开发时做的笔记。

持续更新中，欢迎收藏。

1.打印相关

1.打印宏定义，可以打印打印所在文件，函数，行数。

#define PRINT_TRACE() printf("-------%s:%s:%d------\r\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);

__FILE__：正在编译文件的路径及文件名
__LINE__：正在编译文件的行号
__DATE__：编译时刻的日期字符串 如“July 19 2019”
__TIME__：编译时刻的时间字符串  如”22:00:00“
__FUNCTION__：函数名，类型为：字符常量指针
__VER__：IDE版本信息，类型为：整型

2. rt thread 3.1.5  nano版本中添加 rt_kprintf() 函数功能

.1 rtconfig.h头文件中开启控制台相关宏  #define RT_USING_CONSOLE
.2 在 board.c 中 添加串口初始化函数 和  rt_kprintf() 串口输出调用的函数 rt_hw_console_output（）

#ifdef RT_USING_CONSOLE

static int uart_init(void)
{
//#error "TODO 2: Enable the hardware uart and config baudrate."
    USART1_Init();
    return 0;
}
INIT_BOARD_EXPORT(uart_init);

void rt_hw_console_output(const char *str)
{
//#error "TODO 3: Output the string 'str' through the uart."
        /* empty console output */
    rt_enter_critical();
    while (*str != '\0')
    {
        HAL_UART_Transmit(&Uart1Handle, (uint8_t *) (str++), 1, 1000);
    }
    rt_exit_critical();
}

#endif

3. printf 重定向

可通过搜索功能查找到函数 fputc（），修改函数体中的串口数据发送函数。

/* printf 重定向  */
int fputc(int ch, FILE *f)
{
#if PRINTF_PORT_JLINK
    SEGGER_RTT_PutChar(0, ch);
#else
    HAL_UART_Transmit(&Uart1Handle, (uint8_t *)&ch, 1, 1000);
#endif
    return (ch);
}

int fgetc(FILE *f)
{

  int ch;
  HAL_UART_Receive(&Uart1Handle, (uint8_t *)&ch, 1, 1000);
  return (ch);
}

 4.串口打印函数

1.0 RT官方文档对print函数介绍

https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/programming-manual/libc/compiler

标准输出函数 (printf 家族)

printf 函数

在 Keil 和 IAR 编译平台下，用户可以直接使用 printf 函数；在 GCC 下，需要额外使能 RT_USING_POSIX_FS 和 RT_USING_POSIX_STDIO 宏才能使用 printf 函数。

rt_kprintf 函数 与 printf 函数的使用选择

        如果不是特殊需求，建议使用 rt_kprintf 函数，因为 printf 是由编译平台内部提供的，其空间占用、以及内存使用情况我们无从得知，printf 函数要比 rt_kprintf 函数的 ROM 占用大很多。

        无论是 rt_kprintf 函数以及 printf 函数都是非线程函数，在多线程同时使用的情况下，会出现交叉打印的现象，该问题是正常现象，因为根据 C 标准的要求，printf 函数就是非线程安全的。

        原生 rt_kprintf 函数是经过优化的，占用空间要比 printf 函数小很多。但是 rt_kprintf 函数并不支持浮点类型的输出。因此：

  1. 如需 rt_kprintf 函数支持浮点类型的输出，可以安装 rt_vsnprintf_full 软件包
  2. 如需 rt_kprintf 函数支持线程安全输出，可以安装 rt_kprintf_threadsafe 软件包
  3. 上述两个软件包可以同时安装使用，以同时让 rt_kprintf 支持线程安全和浮点类型输出的能力。

        其他字符串格式化输出函数 (例如 snprintf 等)

        其他字符串格式化输出函数（例如 snprintf 等）都是可以直接使用的。

        强烈建议用户使用 rt_snprintf 等 RT-Thread 这侧的函数来代替 snprintf 等函数以降低资源消耗。尤其是在 GCC 编译链下，Newlib（GCC 工具链内部默认的 C 库）内置提供的 snprintf 函数是非线程安全的，在多线程无保护输出浮点数的情况下可能会引发死机（snprintf 函数非线程安全是不正常的）。

        同理，原生 rt_snprintf 等函数不支持浮点输出，用户可以通过安装 rt_vsnprintf_full 软件包 来支持浮点数输出。

1.1 串口打印函数，可以直接打印字符串，或者变量值。（以下两种方式）

 rt_kprintf("led_test");

打印某个变量的数据，如打印 count 变量值

    while (1)
    {
        rt_kprintf("thread1 count: %d\n", count ++);
        rt_thread_mdelay(500);
    }

1.2 printf 打印函数参数格式

描述:
        C 库函数 int printf(const char *format, ...) 发送格式化输出到标准输出 stdout。
printf()函数的调用格式为:

printf("<格式化字符串>", <参量表>);

声明:下面是 printf() 函数的声明。

printf("<格式化字符串>", <参量表>);

参数:
        format -- 这是字符串，包含了要被写入到标准输出 stdout 的文本。它可以包含嵌入的 format 标签，format 标签可被随后的附加参数中指定的值替换，并按需求进行格式化。format 标签属性是 %[flags][width][.precision][length]specifier，具体讲解如下：

格式字符

意义

d

以十进制形式输出带符号整数(正数不输出符号)

o

以八进制形式输出无符号整数(不输出前缀0)

x,X

以十六进制形式输出无符号整数(不输出前缀Ox)

u

以十进制形式输出无符号整数

f

以小数形式输出单、双精度实数

e,E

以指数形式输出单、双精度实数

g,G

以%f或%e中较短的输出宽度输出单、双精度实数

c

输出单个字符

s

输出字符串

p

输出指针地址

lu

32位无符号整数

llu

64位无符号整数

1.3 按固位数输出

        按固位数输出，比如4位 xxxx，6位 xxxxxx ，以下用 %x举例，其他格式也是相同用法。
应用说明，如果16进制（%x）输出 0x061E, 实际打印出的结果是 61E ,开始的0被省略掉。
如果需要按固定4位打印，则需要把 %x 改为 %04x，这样就能输出061E。

rt_kprintf("CpuID[0] = %08x ,CpuID[1] = %08x , CpuID[2] = %08x \r\n",CpuID[0],CpuID[1],CpuID[2]);

1.4 串口打印2，串口输出2，如通过串口打印输出一个字符数组。(非 rt_kprintf )

static rt_device_t serial;                                 /* 串口设备句柄 */
static char str[] = "中国加油，武汉加油，全世界加油！\r\n";  /* 需要发送的数据 */
//中间省略了串口配置的部分
rt_device_write(serial, 0, str, (sizeof(str)-1));
//打印输出，str是数组名可直接作为数组首地址的地址指针，sizeof(srt)计算数组的大小，这个语句可以自动全部打印输出str数组

1.5 RT THREAD 串口发送数据（非 rt_kprintf 函数）

向串口中写入数据，可以通过如下函数完成：

rt_size_t rt_device_write(rt_device_t dev, rt_off_t pos, const void* buffer, rt_size_t size);

参数

描述

dev

设备句柄

pos

写入数据偏移量，此参数串口设备未使用

buffer

内存缓冲区指针，放置要写入的数据

size

写入数据的大小

返回

——

写入数据的实际大小

如果是字符设备，返回大小以字节为单位；

0

需要读取当前线程的 errno 来判断错误状态

        调用这个函数，会把缓冲区 buffer 中的数据写入到设备 dev 中，写入数据的大小是 size。
向串口写入数据示例程序如下所示：

#define SAMPLE_UART_NAME       "uart2"    /* 串口设备名称 */
static rt_device_t serial;                /* 串口设备句柄 */
char str[] = "hello RT-Thread!\r\n";
struct serial_configure config = RT_SERIAL_CONFIG_DEFAULT; /* 配置参数 */
/* 查找串口设备 */
serial = rt_device_find(SAMPLE_UART_NAME);

/* 以中断接收及轮询发送模式打开串口设备 */
rt_device_open(serial, RT_DEVICE_FLAG_INT_RX);
/* 发送字符串 */
rt_device_write(serial, 0, str, (sizeof(str) - 1));

1.6 打印输出数据按格式对齐

        比如输出数据1和11对齐，即输出01，11，这样有助于通过串口输出的数据整齐，方便后期数据处理；如下图，时分秒按2位显示对齐，只有各位数的，在十位补空格。这样让整个数据格式整齐。

        具体输出函数如下，在需要显示指定位数的地方 %2d ,表示按2位数据格式输出10进制数据。
经过测试发现，如果限制数据为 %2d 但是实际数据是3位，则输出任然按3位输出。

rt_kprintf("%d.%d.%d/%2d:%2d:%2d:AHT10 温度:%d;SHT30 湿度:%d;SHT30 温度:%d;SHT30 湿度:%d;\n",\
		rtc_data_hex[6],rtc_data_hex[5],rtc_data_hex[4],rtc_data_hex[2],rtc_data_hex[1],rtc_data_hex[0],\
		AHT10_temperature,AHT10_humidity,SHT30_temperature,SHT30_humidity);

1.7 rt_kprintf 打印输出数据按格式对齐

        使用 rt_kprintf 函数打印小数、浮点数，

rt_kprintf("表头 PA7 电压 = %d.%03d ，   传感器 PB0 电压 = %d.%03d\n", vol_bt / 1000, vol_bt % 1000, vol_sig / 1000, vol_sig % 1000);

1.8 调试信息、编译信息打印，如：编译路径，时间，日期，文件名字等等

__FILE__：正在编译文件的路径及文件名
__LINE__：正在编译文件的行号
__DATE__：编译时刻的日期字符串 如“July 19 2019”
__TIME__：编译时刻的时间字符串  如”22:00:00“
__FUNCTION__：函数名，类型为：字符常量指针
__VER__：IDE版本信息，类型为：整型


char BuildFile[] = __FILE__;
int  BuildLine = __LINE__;
char BuildDate[] = __DATE__;
char BuildTime[] = __TIME__;
/* 为打印调试提供文件，行数，函数名等附加信息：*/
rt_kprintf("编译文件路径：%s\n", BuildFile);
rt_kprintf("编译代码所在行：%d\n", TestLine);
rt_kprintf("编译日期：%s\n", BuildDate);
rt_kprintf("编译时间：%s\n", BuildTime);

打印效果

1.9 串口底层直接发送数据

for( i = 0 ; i < Send_Count; i++)  //循环发送,直到发送完毕
{
  while((USART1->SR&0X40)==0);//判断串口数据是否发送完
  USART1->DR = DataScope_OutPut_Buffer[i]; //从串口丢一个字节数据出去
}

1.10 串口函数 rt_kprintf 打印字符串数组

/*定义一个字符串数组*/
u_char Adc_Channel_Name[CH_NUM][12] = \
       {
            {"ch1_vh2_r "},\
            {"ch1_vh1_ra"},\
            {"ch1_vh1_la"},\
            {"ch1_vh2_l "},\
            {"ch1_vh1_rb"},\
            {"ch1_vh1_lb"},\
            {"ch2_vh2_r "},\
            {"ch2_vh1_ra"},\
            {"ch2_vh1_la"},\
            {"ch2_vh2_l "},\
            {"ch2_vh1_rb"},\
            {"ch2_vh1_lb"},\
            {"ch1_th1   "},\
            {"ch2_th1   "},\
            {"24v_th1   "},\
            {"3v3_th1   "},\

       };/*通道名称*/
     ---------------------  
       /*打印输出*/
    if (argc != 3 )
    {
        rt_kprintf("校准命令：请输入校准命令 和 校准目标值,单位mV,输入如: vcf ch1_vh2_r 14000 \n");
        rt_kprintf("当前采样电压 \n");
        for (uint8_t var = 0; var < CH_NUM; ++var)
        {
            rt_kprintf("%s = %d \n",&Adc_Channel_Name[var][0],Adc_Channel_InVol[var]);
        }

        return;
    }

输出效果

1.11 关于 %*.*s , %.*s

        小数点.后“*”表示输出位数，具体的数据来自参数表 printf 格式字符串中，与宽度控制和精度控制有关的常量都可以换成变量，方法就是使用一个“*”代替那个常量，然后在后面提供变量给“*”。同样，小数点.前也可以添加*，也要用户输入一个位宽值来代替，表示输出的字符所占位宽。也就是说，前面定义输出总宽度，后面定义输出字符个数。

举例：

#include <cstdio>  
#include <iostream>  
  
int main()  
{      
    char *s = "this is test example";  
    int a,b;  
    printf("%.*s\n", 10, s);//这里的常量10就是给*号的,你也可以用一个变量来控制宽度  
    printf("%*.*s\n", 20, 10, s);//常量20控制输出所占位宽，也可以用一个变量控制  
    std::cin>>a>>b; //输入15 10  
    printf("%*.*s\n", a, b, s);//输出为：-----this is te  前面定义输出总宽度，后面定义输出字符个数
    std::cin.get();  
    std::cin.ignore();//暂停程序执行  
}  
输出结果为：

this is te

----------this is te//-代表空格

15  10 //输入

-----this is te

转载于:https://www.cnblogs.com/ph829/p/5576832.html

1.12 打印宏定义内容

#define def_buffer_swver_data  "SW-MCU-V1.3-20210720"  /* 软件版本号 */
    
/* 软件版本号打印 */
rt_kprintf("软件版本号: ");
rt_kprintf("%s",def_buffer_swver_data);
rt_kprintf("\r\n");

1.13 仿 rt_kprintf（）函数，用在调试串口外的串口，更方便发送数据

 修改代码中 rt_device_write() 串口句柄参数，就可以像 rt_kprintf（）一样使用自定义的串口了。

/**
 * This function will print a formatted string on system console
 * 本函数基于 系统的 rt_kprintf 改动而来，主要改动了 指向串口硬件的变量  yl_uart_device
 * @param fmt the format
 */
void yl_kprintf(const char *fmt, ...)
{
    rt_device_t  yl_uart_device = serial_uart3;   /* 定义一个本函数用的串口硬件句柄 */

    va_list args;
    rt_size_t length;
    static char rt_log_buf[RT_CONSOLEBUF_SIZE];

    va_start(args, fmt);
    /* the return value of vsnprintf is the number of bytes that would be
     * written to buffer had if the size of the buffer been sufficiently
     * large excluding the terminating null byte. If the output string
     * would be larger than the rt_log_buf, we have to adjust the output
     * length. */
    length = rt_vsnprintf(rt_log_buf, sizeof(rt_log_buf) - 1, fmt, args);
    if (length > RT_CONSOLEBUF_SIZE - 1)
        length = RT_CONSOLEBUF_SIZE - 1;

    if (yl_uart_device == RT_NULL)
    {
        rt_hw_console_output(rt_log_buf);
    }
    else
    {
        rt_uint16_t old_flag = yl_uart_device->open_flag;

        yl_uart_device->open_flag |= RT_DEVICE_FLAG_STREAM;

        //rt_device_write(serial_uart3, 0, rt_log_buf, length); /* 串口对应 RS232 */
        yl_rt_device_write(serial_uart3, 0, rt_log_buf, length);/* 串口对应硬件是RS485接口 */

        yl_uart_device->open_flag = old_flag;
    }

    va_end(args);
}
RTM_EXPORT(yl_kprintf);

1.14 仿 rt_kprintf（）函数，方便打印调试信息的开关

通过宏定义来统一管理调试信息输出的开关

以下代码通过仿  LOG_D("Hello RT-Thread!"); 改变而得。

/**************************以下内容放到 .h 文件中**************************************/
#define DEBUG_PRINTF_ONOFF 0        /* 调试信息打印开关 */
/* 调试信息打印函数 */
#define debug_printf(fmt, ...)                                  \
    do                                                          \
    {                                                           \
        if(DEBUG_PRINTF_ONOFF)rt_kprintf(fmt, ##__VA_ARGS__);   \
    }                                                           \
    while (0)
 
 /************************** .c 文件中的调用 **************************************/   
    for (uint8_t var = 0; var < max; ++var)
    {
        debug_printf("函数回调功能触发  =  %d \r\n",var);
        rt_thread_mdelay(100);
    }

2. MSH 控制台功能

1. rt thread 3.1.5  nano版本中添加 MSH 控制台功能

.1 在 keil 软件包中勾选 shell 功能

.2 在 finsh_port.c 中看提示开启宏和串口接收函数。

添加 shell 功能后编译 在 finsh_port.c 文件中会有2个错误的提示。

/* 在 rtconfig.h  中开启 #include "finsh_config.h 宏 */
#ifndef RT_USING_FINSH
#error Please uncomment the line <#include "finsh_config.h"> in the rtconfig.h 
#endif

#ifdef RT_USING_FINSH

/* 定义串口接收功能 */
RT_WEAK char rt_hw_console_getchar(void)
{
    /* Note: the initial value of ch must < 0 */
    int ch = -1;

//#error "TODO 4: Read a char from the uart and assign it to 'ch'."

    return ch;
}

#endif /* RT_USING_FINSH */

.3 定义一个接收函数，放到 rt_hw_console_getchar 中调用

前提：串口已经实现了对串口数据的接收，接收的数据存储在了接收缓存中，缓存的前2个字节用于存储 shell 取了第几个字节数据，第3个字节开始存储串口收到的数据。

void read_uart1_ch(int *ch)
{
    uint16_t *count = NULL;
    count = (uint16_t *)usart1_rx_buf;

    *ch = usart1_rx_buf[*count];

    if (*ch == 0)
    {
        *ch = -1;
    }
    else
    {
        *count = *count +1;
    }
}

3.调试笔记：

1.rt thread  内存申请失败调试笔记

问题描述：
1.在线程中调用了一个函数A，该函数会申请内存函数结束前会再释放。测试中发现这个函数在线程中调用几次后就提示异常，申请不到内存。
2：请教：内存的释放 是否是在 rt_free 后就完成？
3：大概逻辑

线程（）
{
  while(n)
  {
    调用函数：A（申请内存，执行相关工作，释放内存）；
    延时；
    调用函数：A（申请内存，执行相关工作，释放内存）；
    延时；
  }
}

 问题已解决自己回答：
1：调试发现内存堆分配了15K,关掉发现问题的线程后，发现系统跑起来其他线程都运行后，内存最大已经使用了13K多，这就反应了为什么前几次能申请到内存后面就申请不到了，因为这个线程运行的比较早开始时内存充足可以申请到，后面问题线程延时时系统调度启动了别的线程，导致内存堆空间减少，延时结束继续申请内存时就出现了内存不足。
2：增大内存堆后问题解决。

2. rt-thread 3.1.5 内存堆大小设置

.1 修改位置

在 board.c 文件中修改  #define RT_HEAP_SIZE (30*1024)
#if defined(RT_USING_USER_MAIN) && defined(RT_USING_HEAP)
/*
 * Please modify RT_HEAP_SIZE if you enable RT_USING_HEAP
 * the RT_HEAP_SIZE max value = (sram size - ZI size), 1024 means 1024 bytes
 */
#define RT_HEAP_SIZE (30*1024)
static rt_uint8_t rt_heap[RT_HEAP_SIZE];

.2 官方介绍: RT-Thread 堆区大小设置

​RT-Thread 堆区大小设置

链接：https://www.cnblogs.com/jzcn/p/16427067.html

介绍了 RT-THREAD 内存堆的设置，STM32内存分布情况。

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探索清晰的语法如何使您能够将意图传达给语言模型&#xff0c;并帮助确保输出易于解析 All images were generated by Scott and Marco. 这是与Marco Tulio Ribeiro共同撰写的关于如何使用指导来控制大型语言模型&#xff08;LLM&#xff09;的系列文章的第一部分。我们将从基…
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快速了解云计算与云原生

快速了解云计算与云原生

快速了解云计算与云原生 云计算云原生DevOps容器持续交付微服务 云计算 在讲云原生之前&#xff0c;先来讲讲云计算 其中云原生属于技术架构理念&#xff0c;而云计算提供应用所需的基础资源&#xff0c;云计算是云原生的基础&#xff0c;两者是相辅相成的 云计算简单来说&a…
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2024--Django平台开发-Web框架和Django基础（二）

2024--Django平台开发-Web框架和Django基础（二）

day02 Web框架和Django基础 今日概要&#xff1a; 网络底层引入&#xff0c;到底什么是web框架&#xff1f;常见web框架对比django快速上手&#xff08;创建网站&#xff09;常见操作&#xff1a;虚拟环境、django项目、多app应用、纯净版逐点剖析&#xff1a;路由、视图、模…
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SpringBoot基于Redis(7.2)分片集群实现读写分离

SpringBoot基于Redis(7.2)分片集群实现读写分离

文章目录 一、前置提要二、集群搭建三、SpringBoot访问分片集群 一、前置提要 SpringBoot访问Redis分片集群和Redis哨兵模式&#xff0c;使用上没有什么区别。唯一的区别在于application.yml配置上不一样。 二、集群搭建 首先&#xff0c;无论如何&#xff0c;得先有一个Red…
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零配置，零麻烦：MapStruct 的轻松对象映射之旅

零配置，零麻烦：MapStruct 的轻松对象映射之旅

欢迎来到我的博客&#xff0c;代码的世界里&#xff0c;每一行都是一个故事 零配置&#xff0c;零麻烦&#xff1a;MapStruct 的轻松对象映射之旅 前言MapStruct是什么快速上手&#xff1a;基础映射高级映射技巧1. 针对复杂类型的映射&#xff1a;2. 自定义映射逻辑&#xff1a…
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【Sublime Text】| 01——下载安装注册

【Sublime Text】| 01——下载安装注册

系列文章目录 【Sublime Text】| 01——下载软件安装并注册 【Sublime Text】| 02——常用插件安装及配置 失败了也挺可爱&#xff0c;成功了就超帅。 文章目录 前言1. 下载2. 安装3. 注册3.1 通过修改应用程序注册3.2 通过替换应用程序注册 感谢 前言 轻量代码编辑器有很多 之…
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并发（4）

并发（4）

目录 16.sychronized修饰方法在抛出异常时&#xff0c;会释放锁吗&#xff1f; 17.多个线程等待同一个sychronized锁的时候&#xff0c;JVM如何选择下一个获取锁的线程&#xff1f; 18.sychronized是公平锁吗&#xff1f; 19.volatile关键字的作用是什么&#xff1f; 20.vo…
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一文读懂 $mash 通证 “Fair Launch” 规则（幸运池玩法解读篇）

一文读懂 $mash 通证 “Fair Launch” 规则（幸运池玩法解读篇）

Solmash是Solana生态中由社区主导的铭文资产LaunchPad平台&#xff0c;该平台旨在为Solana原生铭文项目&#xff0c;以及通过其合作伙伴SoBit跨链桥桥接到Solana的Bitcoin生态铭文项目提供更广泛的启动机会。有了Solmash&#xff0c;将会有更多的Solana生态的铭文项目、资产通过…
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2024年【危险化学品生产单位主要负责人】复审模拟考试及危险化学品生产单位主要负责人作业模拟考试

2024年【危险化学品生产单位主要负责人】复审模拟考试及危险化学品生产单位主要负责人作业模拟考试

题库来源&#xff1a;安全生产模拟考试一点通公众号小程序 2024年危险化学品生产单位主要负责人复审模拟考试为正在备考危险化学品生产单位主要负责人操作证的学员准备的理论考试专题&#xff0c;每个月更新的危险化学品生产单位主要负责人作业模拟考试祝您顺利通过危险化学品…
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