Стандартные функции ввода/вывода

Стандартные функции ввода/вывода позволяют обмениваться информацией с выполняемой программой, что, к примеру, очень удобно в процессе отладки. Все они построены на основе функций посимвольного ввода/вывода, которые легко приспособить к аппаратным требованиям системы. Если при обычном примене­нии языка С эти функции используются для ввода данных с клавиатуры и вывода на экран или принтер, то применительно к микроконтроллерам речь идет об обмене данными через приемопередатчик UART/USART (по умолчанию) или последовательный порт. Таким образом, прежде чем начать ввод/вывод в программе должны быть выполнены соответствующие настройки.

 

Ввод/вывод символов с помощью определений getchar () и putchar ()

Простейшими определениями ввода/вывода в языке С являются getchar () и putchar (), которые предназначены для посимвольного обмена данными . Макрос getchar () возвращает символ, принятый от UART/USART или по последовательному ин­терфейсу, а макрос putchar (), наоборот, выводит символ. Все остальные стан­дартные функции ввода/вывода базируются на них.

Макросы getchar () и putchar () в компиляторах для микроконтроллеров реализуют ожи­дание готовности именно приемопередатчика UART/USART для передачи/приема символа. В том случае, если требуется организовать обмен данными по другому интерфейсу (напри­мер, по SPI), необходимо разработать собственные функции аналогичного содержания.

Рассмотрим пример простой программы, выводящей в бесконечном цикле че­рез приемопередатчик UART/USART символы "1", "2", "3", "4" и "5". Ниже представлен исходный код программы putchar.с для устройства AT90S8515.

#include <avr/io.h>

#include <stdio.h>

int main (void)

{

const char str[] = "12345";

int i;

UBRR  =   25;        //Скорость   обмена  через   UART   -   9600   бод

UCR = 0x18;    

//Устанавливаем разряды TXEN и RXEN для

/=     иактивизации UART в режиме ввода/вывода через выводы 0 и 1 порта D.

//Разряд CHR9 = 0 - передача 8 бит данных

i = 0;                //Индекс строки символов

while (1)          //Бесконечный цикл

{

if (i > 4) i = 0; //Проверка выхода за пределы массива

putchar(str[i]); //Выводим i-й символ через UART

}

}

           

Функции вывода строк puts () и printf()

Функции puts () и printf ()  используют определение putchar () для посимвольного вывода строки в порт RS232, назначенный последним. Предположим, у нас есть определение строки, предназначенной для вывода через последовательный интерфейс: char s[6]   =   "12345"; Вызов функции puts () для вывода этой строки выглядит просто как puts(s).

 

Функция printf () несколько сложнее, поскольку позволяет применить фор­матированный вывод. Она имеет следующий синтаксис вызова:

printf("Строка,   в   которую подставляются  переменные", переменная1,   переменная2,   ....) ;

В выводимой строке обычно используются спецификации форматирования значений переменных, переданных в качестве параметров. Каждая такая специфи­кация начинается со знака "%", после которого следуют обозначения параметров форматирования:

с — вывод параметра в виде символа ASCII;

d — вывод параметра в виде целого числа;

е — вывод параметра в экспоненциальном формате;

f — вывод параметра в виде вещественного числа;

ld — вывод параметра в виде длинного целого со знаком;

lu — вывод параметра в виде беззнакового длинного целого;

Lx —вывод параметра в виде беззнакового длинного целого в шестнадцатеричном представлении, используя нижний регистр символов;

LX —вывод параметра в виде беззнакового длинного целого в шестнадцатеричном представлении, используя верхний регистр символов;

s — вывод параметра в виде строки;

u — вывод параметра в виде беззнакового целого;

х — вывод параметра в виде беззнакового целого в шестнадцатеричном представлении, используя нижний регистр символов;

X —вывод параметра в виде беззнакового целого в шестнадцатеричном представлении, используя верхний регистр символов;

% — вывод знака процента.

Количество спецификаций должно совпадать с количеством переменных. При этом первая встретившаяся спецификация соответствует первой переменной в списке, вторая — второй и т.д.

В случае вывода числовых значений сразу же после знака "%" может быть указано количество символов и формат для отображения чисел, например:

8 — восемь знаков;

08 — восемь знаков с дополнением ведущими нулями;

8.2 — восемь знаков, два знака после десятичной точки.

Примеры использования спецификаций форматирования:

int   n   =   123;

char с = '$' ;

float f = 23.5;

char str[] = "Hello";

printf("n = %d, str = %s", n, str);          //(«n %целое число, str %строка», n = 123, str = Hello)

printf("n = %d : 0x%04X", n, n);          /* (n % целое число : 0x% восемь знаков с дополнением ведущими нулями. Вывод параметра в виде беззнакового целого в шестнадцатеричном представлении, используя верхний регистр символов» n = 123:0x007B)

printf("Salary = %c%8.2f", c, f);  //(«Salary %строка %8.2 восемь знаков, два после точки f » c = $, f = 23.50)

 

Функции ввода строк gets () и scanf ()

Функции gets () и scanf () выполняют действия, обратные функциям puts () и printf (): считывают посимвольно строку через назначенный послед­ним последовательный интерфейс.

Функция scanf () считывает из входного потока значения в формате, опреде­ленном в первом параметре, и сохраняет их в переменных, адреса которых пере­даны ей в качестве последующих параметров. Спецификации форматирования для этой функции такие же, как и для printf (). Обычно функция scanf () использу­ется в паре с printf():

int   x,    у;

puts("Enter two integers: ");

scanf("%d,%x\n", &x, &y);   /* Считывает два числа, введенные через запятую: одно - в десятичной, а другое – в шестнадцатеричной форме */

printf("х = %d, у = %04Х", х, у);

 

Рассмотрим пример использования функций gets () и puts () для микрокон­троллеров PIC.

#include   <18F458.h>

#fuses   HS,   NOWDT

#use  delay(clock=10000000)

#use   rs232(baud=9600,   xmit=PIN_C6,   rcv=PIN_C7)

char s1[12];     //Буфер, в который будет помещена принятая строка

void main()

{

while (1)

{

gets(si);  //Считываем строку из стандартного входного потока

puts(si);  //Выводим строку в стандартный выходной поток

}

}