<!-- Tú código; -->
<input type="text" name="caja_busqueda" id="caja_busqueda" onkeypress=" mostrarPalabra();"></input>
<!-- Esto debes colocarlo entre etiquetas script para que funcione -->
function mostrarPalabra() {
<!-- cuando vas a declarar variables que el valor va permencer sobre esa misma función, utilizas let en vez de var -->
var datos = document.getElementById('caja_busqueda').value;
<!-- Acá estás enviado caja_busqueda (así está nombrado en html no en javascript) -->
<!-- Datos es quién contiene el valor de caja búsqueda -->
datos = convertir(caja_busqueda.toLowerCase());
<!-- Cuando realizas este console te dará por resultado undifined porque en efecto no existe -->
console.log(caja_busqueda);
}
function convertir(string) {
return string.charAt(0).toUpperCase() + string.slice(1);
}
<!-- Yo lo realizaría de esta manera -->
<!-- Cambié el onKeypress por onChange porque sino la última letra no toma el cambio que necesitas (PRUEBALO)-->
<input type="text" name="caja_busqueda" id="caja_busqueda" onchange="mostrarPalabra();"></input>
<script>
function mostrarPalabra() {
// Definimos una variable local no global (var)
let datos = document.getElementById('caja_busqueda').value;
// No es necesario el toLowerCase si en la función "convertir" modificarás tu cadena
datos = convertir(datos);
// De esta manera definimos el nuevo valor hacia el input caja_busqueda, para que lo refleje en el HTML
document.getElementById('caja_busqueda').value = datos
}
function convertir(string) {
// Agregamos el toLowerCase después de la primera letra
return string.charAt(0).toUpperCase() + string.slice(1).toLowerCase();
}
</script>
Mi recomendación es que nombres a tus variables inicial mayúscula seguido de minúscula, tal como lo hiciste con tu función, si revisas documentación de javascript o incluso sus métodos se manejan de esta manera.
Espero te sirva, saludos...