一、printf常用說明
printf的格式控制的完整格式：
% - 0 m.n l或h 格式字符
下面對組成格式說明的各項加以說明：
①%：表示格式說明的起始符號，不可缺少。
②-：有-表示左對齊輸出，如省略表示右對齊輸出。
③0：有0表示指定空位填0,如省略表示指定空位不填。
④m.n：m指域寬，即對應的輸出項在輸出設備上所佔的字符數。N指精度。用於說明輸出的實型數的小數位數。爲指定n時，隱含的精度爲n=6位。
⑤l或h:l對整型指long型，對實型指double型。h用於將整型的格式字符修正爲short型。
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格式字符
格式字符用以指定輸出項的數據類型和輸出格式。
①d格式：用來輸出十進制整數。有以下幾種用法：
%d：按整型數據的實際長度輸出。
%md：m爲指定的輸出字段的寬度。如果數據的位數小於m，則左端補以空格，若大於m，則按實際位數輸出。
%ld：輸出長整型數據。
②o格式：以無符號八進制形式輸出整數。對長整型可以用"%lo"格式輸出。同樣也可以指定字段寬度用“%mo”格式輸出。
例：
main()
{ int a = -1;
printf("%d, %o", a, a);
}
運行結果：-1,177777
程序解析：-1在內存單元中（以補碼形式存放）爲(1111111111111111)2，轉換爲八進制數爲(177777)8。
③x格式：以無符號十六進制形式輸出整數。對長整型可以用"%lx"格式輸出。同樣也可以指定字段寬度用"%mx"格式輸出。
④u格式：以無符號十進制形式輸出整數。對長整型可以用"%lu"格式輸出。同樣也可以指定字段寬度用“%mu”格式輸出。
⑤c格式：輸出一個字符。
⑥s格式：用來輸出一個串。有幾中用法
%s：例如:printf("%s", "CHINA")輸出"CHINA"字符串（不包括雙引號）。
%ms：輸出的字符串佔m列，如字符串本身長度大於m，則突破獲m的限制,將字符串全部輸出。若串長小於m，則左補空格。
%-ms：如果串長小於m，則在m列範圍內，字符串向左靠，右補空格。
%m.ns：輸出佔m列，但只取字符串中左端n個字符。這n個字符輸出在m列的右側，左補空格。
%-m.ns：其中m、n含義同上，n個字符輸出在m列範圍的左側，右補空格。如果n>m，則自動取n值，即保證n個字符正常輸出。
⑦f格式：用來輸出實數（包括單、雙精度），以小數形式輸出。有以下幾種用法：
%f：不指定寬度，整數部分全部輸出並輸出6位小數。
%m.nf：輸出共佔m列，其中有n位小數，如數值寬度小於m左端補空格。
%-m.nf：輸出共佔n列，其中有n位小數，如數值寬度小於m右端補空格。
⑧e格式：以指數形式輸出實數。可用以下形式：
%e：數字部分（又稱尾數）輸出6位小數，指數部分佔5位或4位。
%m.ne和%-m.ne：m、n和”-”字符含義與前相同。此處n指數據的數字部分的小數位數，m表示整個輸出數據所佔的寬度。
⑨g格式：自動選f格式或e格式中較短的一種輸出，且不輸出無意義的零。
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關於printf函數的進一步說明：
如果想輸出字符"%",則應該在“格式控制”字符串中用連續兩個%表示，如:
printf("%f%%", 1.0/3);
輸出0.333333%。
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對於單精度數，使用%f格式符輸出時，僅前7位是有效數字，小數6位．
對於雙精度數，使用%lf格式符輸出時，前16位是有效數字，小數6位．
由高手指點
對於m.n的格式還可以用如下方法表示（例）
char ch[20];
printf("%*.*s\n",m,n,ch);
前邊的*定義的是總的寬度，後邊的定義的是輸出的個數。分別對應外面的參數m和n 。我想這種方法的好處是可以在語句之外對參數m和n賦值，從而控制輸出格式。
二、printf在單片機中的應用
有時候在C51中直接使用printf比自己編個串口發送字符串的函數方便，但有幾個問題要注意的。
在51單片機中往串口發送數據如下代碼，也可以用sprintf()函數：
TI=1;
printf("love\n"); //這樣可以換行
//while(!TI);
TI=0;
1. 使用printf之前要先包含stdio.h這個頭文件
#include
具體stdio.h包含的函數見下面網址
http://www.keil.com/support/man/docs/c51/c51_stdio_h.htm
2.
ES0=0; //禁止串口中斷
SFRPAGE_SAVE = SFRPAGE; //c8051f120特殊功能寄存器分頁
SFRPAGE = UART0_PAGE;
TI0=1;
printf ("\n\nTest complete.");
TI0=0; //可以省略
SFRPAGE = SFRPAGE_SAVE;
ES0=1; //打開串口中斷
printf函數是調用putchar函數，從串口發送字符串的，可以從keil反彙編看出這一點。在C51程序中printf的位置設一個斷點，運行到斷點處後，再一步步執行程序，可以看出，跳轉到PRINTF執行。
PRINTF有很長一大段彙編，一步步執行。
運行到PUTCHAR處，這個就是串口發送字符串的函數。
可以看到有這麼一句“C:0521 JNB TI0,C:0521”
第一次運行到這的時候，如果前面沒有TI0=1，那麼程序指針PC就一直在這條語句上判斷，也就死在這裏等待。
所以要使用printf，開頭必須要先置TI0(傳統51爲TI)爲1。那麼發送了第一個字節後，發送中斷標誌位TI0自動置1，再回到“C:0521 JNB
TI0,C:0521”，接着發送第二個字節。
因爲TI0爲中斷標誌位，但如果程序使用了UAR0中斷，那麼在printf函數執行過程中就會不斷調用中斷函數(UART0_Interrupt)，所以每次使用printf之前要先禁止串口中斷(ES0=0)。
3. 由上面可以看到使用printf非常麻煩，其實可以用sprintf代替printf，只要在前面先定義一個存放字符串的數組。
……
unsigned char PrintChar[15]
……
SFRPAGE_SAVE = SFRPAGE; //C8051F120特殊功能寄存器分頁
SFRPAGE = UART0_PAGE; //傳統51單片機沒有SFR分頁
sprintf (PrintChar,"\nTest complete.");
send_string_com(s, 15);
SFRPAGE = SFRPAGE_SAVE;
上面總結得都是經驗教訓啊，在這個小小的bug上浪費了幾天，記錄下來，希望對大家有點幫助。
4. 當使用printf循環打印時要注意，下面程序是有問題的
pchar = XRAM_START;
for (i = 0; i < RAM_SIZE; i++)
{
*pchar= 0;
ES0=0;
TI0=1;
printf("writing 0x%04x:%u\n",(unsigned)pchar,(unsigned) *pchar);
ES0=1;
pchar++;
}
sprintf(PrintChar,"Test complete.\n");
send_string_com(PrintChar,15);
串口調試助手接收如下，可以看到第二次打印“write”時少了“w”。用sprintf打印“Test”少了“T”。
可以重新看一下PUTCHAR處。
第一次發送字符的時候，由於TI0=1，所以在C:0x05B6的位置不會死等，執行C:0x05B9的時候TI0=0，接着A寄存器的值通過SBUF0發送。由於串口發送的速率是很慢的(波特率才19200kBPS)，所以，等在執行一遍上面的代碼，回到C:0x05B6的時候，TI0還是爲0，在C:0x05B6處等TI0變爲1。當串口發送完了之後，發送中斷標誌位TI0才被硬件置1。此時PC機上的串口調試助手才顯示剛發送的字符。
當發送最後一個字符時，C:0x05BB，把寄存在A的最後字符的ASCII代碼複製給SUBF0後，並沒有等待TI0變爲1的指令，而是佔用了下次for循環發送首字母的C:0x05B6，導致下次for循環首字母沒有發送出去。正確的辦法是把TI0=1挪到for循環之後。
“Test”中的“T”沒接收到也是同樣的問題，最後一次發送的字符，沒有等待TI0硬件置位的過程，造成發送的字符丟失。
正確的代碼如下：
pchar = XRAM_START;
TI0=1;
for (i = 0; i < RAM_SIZE; i++)
{
*pchar= 0;
ES0=0;
printf("writing 0x%04x:%u\n",(unsigned)pchar,(unsigned) *pchar);
ES0=1;
pchar++;
}
while(TI0==0){};
TI0=0;
sprintf(PrintChar,"Test complete.\n");
send_string_com(PrintChar,15);
正確的輸出如下：
串口的printf實現
最近想搞一下SD卡，很久以前看過SD卡的規範以及相關的程序，後來由於種種原因，沒有親自去做，趁這幾天沒有上考研輔導課，就學習一下。但其中涉及到到串口的格式化數據傳輸問題，簡單說就是相當於C語言中的printf()函數，只不過輸出數據的不是屏幕，而是串口，於是上網找了一下資料，寫一些心得。相關SD卡的只好待日後有時間、有心情再學習了。
WinAVR庫中的printf()是可以直接傳輸數據到串口上的，但之前需要初始化很多東西。下面是avr-lib中的一個例子：
#include <stdio.h>
static int uart_putchar(char c, FILE *stream);
static FILE mystdout = FDEV_SETUP_STREAM(uart_putchar, NULL, _FDEV_SETUP_WRITE);
static int uart_putchar(char c, FILE *stream)
{
if (c == ''\n'')
uart_putchar(''\r'', stream);
loop_until_bit_is_set(UCSRA, UDRE);
UDR = c;
return 0;
}
int main(void)
{
init_uart();
stdout = &mystdout;
printf("Hello, world!\n");
return 0;
}
從上面例子可以看出，在使用printf()之前的初始化比較麻煩，也不方便使用，而且編譯出來的代碼量也不少。因爲這是標準庫函數，要考慮到很多情況，其複雜的處理就不難理解了。所以在實際中可以按我們自己的需要來現實相同效果的printf，即相對簡單一點，又不失實用性。
首先介紹可變參數函數。在文件中，定義了幾個與可變參數相關的宏。——每個C編譯器都支持這個頭文件的，所以不用擔心此文件的合法性。這些宏如下：
typedef char* va_list;
void va_start ( va_list ap, prev_param );
type va_arg ( va_list ap, type );
void va_end ( va_list ap );
其中，va_list 是一個字符指針，可以理解爲指向當前參數的一個指針，取參必須通過這個指針進行。使用這些宏的步驟是如下。
1、在調用參數表之前，應該定義一個 va_list 類型的變量，以供後用，程序中這個變量名爲ap；
2、對 ap 進行初始化，讓它指向可變參數表裏面的第一個參數，這是通過 va_start 來實現的，第一個參數是 ap 本身，第二個參數是在變參表前面緊挨着的一個變量；
3、 然後是獲取參數，調用 va_arg，它的第一個參數是 ap，第二個參數是要獲取的參數的指定類型，然後返回這個指定類型的值，並且把 ap 的位置指向變參表的下一個變量位置；
4、獲取所有的參數之後，我們有必要將這個 ap 指針關掉，以免發生危險，方法是調用 va_end，他是輸入的參數 ap 置爲 NULL。
再來看一下具體的函數。爲了避免與標準庫發生衝突，將我們要實現的這個函數改名爲myprintf，當然可以改爲別的名稱。這裏保留函數的全部，包括當初的註釋。
/*
* 說明：\r \n運行正常
* 爲了避免衝突，改了一下名稱
* 大約是半K字節左右
*/
//#define USERHEX // not use this macro
static void myprintf(const char* fmt,...)
{
const char* s;
int d;
char buf[16];
va_list ap;
va_start(ap,fmt); // 將ap指向fmt（即可變參數的第一個?下一個？）
while (*fmt)
{
if (*fmt != ''%'')
{
put_char(*fmt++); // 正常發送
continue;
}
switch (*++fmt) // next of %
{
case ''s'':
s = va_arg(ap,const char*); // 將ap指向者轉成char*型，並返回之
for (; *s; s++)
put_char(*s);
break;
case ''x'':
d = va_arg(ap,int);// 將ap指向者轉成int型，並返回之
itoa(d,buf,16); // 將整型d以16進制轉到buf中
// 下面的做法還不如直接用庫函數簡單、代碼量少！
#ifdef USERHEX
while (d)
{
const uint8 table[] = "0123456789ABCDEF";
uint8 i = 0;
buf[i++] = table[d & 0x0f];
d >>= 4;
}
#endif
for (s = buf; *s; s++)
put_char(*s);
break;
case ''d'':
d = va_arg(ap,int);
itoa(d,buf,10); // 將整型d以10進制轉到buf中
for (s = buf; *s; s++)
put_char(*s);
break;
default:
put_char(*fmt);
break;
}
fmt++;
}
va_end(ap);
}
思路很簡單，先是用前面介紹的方法對可變參數進行處理，while循環是本函數的主體，主要對myprintf函數中的字符串進行解析，進行%之前的正常發送，當發現有%時，則對其一下位進行處理，此處分別處理了三種情況：即%s、%d和%x，分別代表以字符串、十進制和十六進制發送。其處理過程也簡單，就是將與%對應的那一個變量轉換爲字符串——將十進制或十六進制數據都看成字符串，所以用到了itoa庫函數，它的意思是將int類型轉換成array，即字符串類型。它有三個參數，分別是要轉換的數據、轉換後數據存放的地方和以多少進制轉換。在處理十六進制時，用了自己寫的轉換代碼。測試結果發現，它還沒有庫函數那麼方便、簡潔，所以就不用了。大家可以自己試一下。
其實怎麼樣也要用到串口發送的函數的。該函數如下：
// 發送，出於某些原因，沒有使用中斷
static void put_char(uint8 data)
{
if (data == ''\r'')
put_char(0x09);
while ( !(UCSRA & (1< // 不爲空，等之
;
UDR = data;
}
它處理了’\r’的情況，實際測試中發現，它會自動處理’\n’，但不會處理’\r’，原因還沒有知道。由於測試通過了，也就不管它了。
測試代碼如下：
int main(void)
{
usart_init_std(); // 初始化串口
uint8 i = 100;
uint8* s = "Word!";
myprintf("\n\rHello %s\n\r0x%x = %d\n",s,i,i);
return 0;
}
結果如下圖：
與代碼對比一下，可知它實現了我們所需要的功能——簡單的功能。
其實只要理解了如何處理可變參數這就行了，其它的不是問題。本文參考了網上的文章，此處沒有寫明，如果不小心看到這篇文章與某文章大約一致，不要驚訝，在此聲明一下。文後附本次完整工程。其它操作等方面，不一一說明。
