STM32的半主机与MicroLIB机制

一、半主机模式

1. 半主机机制的作用
   半主机是作用于ARM目标的一种机制，可以将来自STM32单片机应用程序的输入与输出请求传送至运行仿真器的PC主机上。使用此机制可以启用C库中的函数，如printf()和scanf()等输入与输出函数，使得PC主机的屏幕和键盘。

   简单来说：MDK上开启半主机模式需要SWO线（也就是说需要使用JTAG仿真器），通过PC电脑与STM32进行输入与输出。当目标板脱离仿真器单独运行时，需要退出半主机模式，通过串口进行输入与输出，否则程序会出现卡死等现象。

2. 关闭半主机模式
   在任何c文件中加入以下代码就可以退出半主机模式（STM32默认是开启半主机模式）。

   /* 告知连接器不从C库链接使用半主机的函数 */
   // 标准库需要的支持函数                 
   struct __FILE 
   { 
       int handle; 
   }; 
   
   // 定义_sys_exit()以避免使用半主机模式    
   void _sys_exit(int x) 
   { 
       x = x; 
   } 
   
   FILE __stdout;
   

3. 非半主机模式中使用printf()函数
   退出半主机模式后使用printf()函数通过串口打印数据时，需要定义串口的引脚，并重定义fputc函数，代码如下所示

   //重定义fputc函数 
   int fputc(int ch, FILE *f)
   {  
       while((USART1->SR&0X40)==0);//循环发送,直到发送完毕   
   USART1->DR = (u8) ch;     		
   return ch;
   }
   
   

二、MicroLIB（微库）

1. 什么是MicroLIB
   来自ARM-MDK官方的解释：MicroLib 是一个高度优化的库，适用于用 C 编写的基于 ARM 的嵌入式应用程序。与 ARM 编译器工具链中包含的标准 C 库相比，MicroLib 提供了许多嵌入式系统所需的显着代码大小优势。

2. MicroLib 和标准 C 库之间的主要区别是：

• MicroLib 专为深度嵌入式应用而设计。
• MicroLib 经过优化，可以使用比使用 ARM 标准库更少的代码和数据存储器。
• MicroLib 设计为无需操作系统即可工作，但这并不妨碍它与任何操作系统或 RTOS（例如 Keil RTX）一起使用。
• MicroLib 不包含文件 I/O 或宽字符支持。
• 由于 MicroLib 已经过优化以最小化代码大小，因此某些函数的执行速度将比 ARM 编译工具中可用的标准 C 库例程更慢。
• MicroLib 和 ARM 标准库都包含在 Keil MDK-ARM 中。

3. 使用MicroLib的优缺点

• 使用MicroLIB，简化嵌入式开发操作，例如你用printf()函数的时候，就会从串口1输出字符串，当然也可以重定义到其他串口；
• 使用MicroLIB会优化代码空间，但会降低某些程序的执行效率(比如: memcpy())，效率换空间；
• 由于MicroLIB不支持浮点运算，所以在有FPU单元的MCU上，使用MicroLIB并开启FPU会让程序死机或跑飞。
• Microlib不支持C++，在使用C++开发MCU时，首要条件是不能使用Microlib；

4. MDK中使用MicroLib模式
   在点开MDK软件的魔术棒，勾选Target选卡中的"Use MicroLIB"。这样就可以使用printf()函数通过USART输出数据到电脑串口助手。如下图所示：
   

5. 同一个程序使用Microlib的文件大小
   不使用Microlib的文件大小
   
   使用Microlib的文件大小
   
   从上图中可以看出同一程序使用Microlib时，所需的空间更小。

6. Microlib模式下使用printf()函数
   在Microlib模式下使用printf()函数，重定义fputc和GetKey函数的代码如下

   /*使用microLib的方法*/
   int fputc(int ch, FILE *f)
   {
   USART_SendData(USART1, (uint8_t) ch);
   
   while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET) {}	
   
       return ch;
   }
   int GetKey (void)  { 
   
       while (!(USART1->SR & USART_FLAG_RXNE));
   
       return ((int)(USART1->DR & 0x1FF));
   }
   

参考文献

STM32的半主机机制:http://www.360doc.com/content/12/0121/07/2690044_1006677990.shtml
STM32程序不运行与MicroLIB讲解https://blog.csdn.net/qq_36098477/article/details/117666808

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