8H8K64U Printf_USB 打卡

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实验一：printf_usb("Hello World !\r\n"), 第一个完整的C语言
1：在官网上下载最新的库文件，https://stcai.com/，选择软件工具一栏，点击库函数


2:打开KEIL编译器并创建项目




3:打开最新版本的AIapp-ISP-V6.95M软件，选择单片机型号为：STC8H8K64U，打开程序文件，点击下载

代码如下：

#include "stc8h.h"                          //头文件不分大小写，但关键字分大小写
#include "ai_usb.h"                         //USB 库和 USB 虚拟设备的头文件，需要在项目文件中添加对应的 USB 库

void main(void)
{
//        EAXFR=1;允许访问扩展的特殊寄存器，XFR
        
//        WTST = 0;设置取程序代码等待时间，赋值为 0 表示不等待，程序以最快速度运行
//        CKCON = 0;设置访问片内的 xdata 速度，赋值为 0 表示用最快速度访问，不增加额外的等待时间
        P_SW2|=0X80;                        ////使能可以访问扩展的特殊功能寄存器XFR，没有冲突不用关闭
        usb_init();                                //初始化 USB 模块，并且会将【P3.0, P3.1】初始化为高阻输入，不影响 USB【D-, D+】通讯
        EA=1;                                                        //使能总中断
        
        while(1)
        {
        printf_usb("Hello World !\r\n");//直接打印输出 “Hello World !” 到主机相应软件的 USB【CDC/HID-串口助手】
                           // \r 是回车，跳到行首，\n 是换行，就是换到下一行；\r\n 不要交换次序
        }
}

国芯人***

在嵌入式系统开发中，调试信息的输出是一个非常重要的环节。通过调试信息，开发者可以实时监控程序的运行状态，快速定位问题。在传统的嵌入式开发中，通常使用串口（UART）来输出调试信息。然而，随着USB接口的普及，使用USB进行调试信息输出逐渐成为一种更为便捷的选择。本文将介绍如何在嵌入式系统中使用USB接口实现类似printf的功能，并通过一个简单的“Hello World”示例来演示其实现过程。

1. 背景介绍

在嵌入式系统中，printf函数是C语言标准库中用于格式化输出的函数。然而，标准的printf函数通常依赖于操作系统的支持，而在裸机（bare-metal）或实时操作系统（RTOS）环境下，标准库的实现可能并不适用。因此，开发者需要根据具体的硬件平台和需求，自行实现printf函数。

USB（Universal Serial Bus）是一种广泛使用的通信接口，具有高速、即插即用等优点。通过USB接口输出调试信息，不仅可以提高数据传输速度，还可以减少硬件资源的占用。本文将介绍如何在嵌入式系统中通过USB接口实现printf功能。

2. 硬件平台

本文以一款常见的嵌入式微控制器为例，假设该微控制器集成了USB接口，并且支持USB CDC（Communication Device Class）协议。CDC协议是一种用于模拟串口通信的USB协议，通过CDC协议，USB设备可以模拟成一个虚拟串口，从而方便地与主机进行通信。

3. 软件实现

3.1 USB CDC驱动

首先，需要实现USB CDC驱动。USB CDC驱动的实现通常包括以下几个部分：

1. USB设备描述符：描述USB设备的类型、接口、端点等信息。
2. USB端点配置：配置USB端点的类型、大小、方向等。
3. USB中断处理：处理USB中断事件，如数据传输完成、设备连接等。
4. USB数据传输：实现数据的发送和接收。

由于USB CDC驱动的实现较为复杂，通常可以使用芯片厂商提供的库函数或参考开源项目进行开发。

3.2 printf函数实现

在USB CDC驱动的基础上，可以实现一个类似于printf的函数，用于通过USB接口输出调试信息。以下是一个简单的实现示例：

c
include 
include 
include 
// USB发送函数，假设已经实现
void USBSendData(const char data, int length);
void printfusb(const char format, ...) {
    char buffer[128];
    valist args;
    vastart(args, format);
    int length = vsnprintf(buffer, sizeof(buffer), format, args);
    vaend(args);
    
    if (length > 0) {
        USBSendData(buffer, length);
    }
}
复制代码

在上述代码中，printfusb函数首先使用vsnprintf函数将格式化字符串写入缓冲区，然后通过USBSendData函数将缓冲区中的数据发送到USB接口。

3.3 示例程序

以下是一个简单的示例程序，通过printfusb函数输出“Hello World”信息：

c
int main(void) {
    // 初始化USB
    USBInit();
    
    // 输出调试信息
    printfusb("Hello World !\r\n");
    
    while (1) {
        // 主循环
    }
}
复制代码

在上述程序中，首先调用USBInit函数初始化USB接口，然后通过printfusb函数输出“Hello World”信息。

4. 调试与测试

在完成代码编写后，可以通过以下步骤进行调试与测试：

1. 编译与下载：将代码编译并下载到目标硬件平台。
2. 连接USB：将目标硬件平台通过USB接口连接到主机。
3. 查看输出：在主机上打开串口调试工具，选择对应的虚拟串口，查看是否能够接收到“Hello World”信息。

5. 总结

本文介绍了如何在嵌入式系统中通过USB接口实现类似printf的功能，并通过一个简单的“Hello World”示例演示了其实现过程。通过USB接口输出调试信息，不仅可以提高数据传输速度，还可以减少硬件资源的占用。在实际开发中，开发者可以根据具体的硬件平台和需求，进一步优化和扩展该功能。

6. 参考文献

1. USB CDC协议规范
2. 嵌入式系统开发手册
3. C语言标准库文档

通过本文的介绍，希望读者能够掌握在嵌入式系统中使用USB接口输出调试信息的基本方法，并能够在实际项目中灵活应用。

[本文内容由国芯人工智能辅助生成，仅供参考]

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实验二: 查询方式，查询到电脑命令后，printf_usb("Hello World !\r\n")或其他
1:前期准备工作与实验一一致
2：编译

3：打开最新版本的AIapp-ISP-V6.95M软件


源代码：
实验二: 查询方式，查询到电脑命令后，printf_usb("Hello World !\r\n")或其他
源代码：#include "STC8H.h" //头文件不分大小写，但关键字分大小写
#include "ai_usb.h" //USB 库和 USB 虚拟设备的头文件，需要在项目文件中添加对应的 USB 库
//由于在 USB 库函数的代码中已经定义了，不停电 ISP 下载命令字”@STCISP#”，
//只需要在下载软件的“收到用户命令后复位到 ISP 监控程序区”选项卡中进行相应的设置，
//即可实现 USB 不停电 ISP 下载功能，或串口不停电 ISP 下载功能。
void main(void)
{
//EAXFR = 1; //允许访问扩展的特殊寄存器，XFR
//WTST = 0;  //设置取程序代码等待时间，赋值为 0 表示不等待，程序以最快速度运行
//CKCON = 0; //设置访问片内的 xdata 速度，赋值为 0 表示用最快速度访问，不增加额外的等待时间
P_SW2 |= 0x80; //使能可以访问扩展的特殊功能寄存器XFR，没有冲突不用关闭
usb_init(); //初始化 USB 模块
EA = 1; //使能全局中断
while(1)
{
if(bUsbOutReady)
{ //查询方式：USB-Device 单片机查询是否有接收完成的 USB 主机送来的数据包
//“bUsbOutReady”:主机发送给 HID/CDC 设备的数据状态标志。
//USB 库中有定义 bUsbOutReady 位变量，查询方式必须调用一次“usb_OUT_done();”
//状态位为 1 表示，主机发送给 HID/CDC 设备数据已完成，
//设备已成功接收一包数据，等待对数据继续处理。
if(UsbOutBuffer[0]==7)
printf_usb("HelloWorld!\r\n");
//接收到的数据包的第 0 个字节是 7，打印“HelloWorld！”
else if(UsbOutBuffer[0]==8)
printf_usb("China!\r\n");
//接收到的数据包的第 0 个字节是 8 后，打印“China！”
usb_OUT_done(); //USB 查询方式，Device 单片机通知【主机可以发下一个数据包】
//当使用査询方式 if(bUsbOutReady)，查询调用 USB 库函数时，在数据处理完成后，
//必须调用一次“usb_OUT_done();”，这样才能接收下一包数据。
//如果是使用中断方式调用 USB 库函数，用户程序不需要调用“usb_OUT_done();”
//中断方式，USB 库函数内部会自动处理。
}
}
}

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实验三: 中断方式，单片机USB中断接收服务函数收到命令后，printf_usb("Hello World !\r\n")或其他

1：编译

2：打开最新版本的AIapp-ISP-V6.95M软件