STM32CubeMX系列教程18:文件系统FATFS

2016-5-3 18:20| 发布者: MyMX1213| 查看: 63834| 评论: 13|原作者: MyMX1213

摘要: 上一章我们介绍了SD卡读写操作，本章讲过如何通过FATFS文件系统读写SD卡内部的文件

FATFS简介

FatFS是一个为小型嵌入式系统设计的通用FAT(File Allocation Table)文件系统模块。FatFs 的编写遵循ANSI C，并且完全与磁盘I/O层分开。它可以被嵌入到低成本的微控制器中，如AVR, 8051, PIC, ARM等等。兼容Windows文件系统。

关于FATFS文件系统的API函数介绍，底层移植接口和例程等可以查到FATFS官网。

FATFS官网：http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html

结合STM32cubeMX软件移植FATFS文件系统非常简单。本章程序在上一章SDMMC工程的基础上修改，复制串口SDMMC的工程，修改文件夹名。击STM32F746I.ioc打开STM32cubeMX的工程文件重新配置。在中间件中选择SD卡，在SD上建立文件系统。

在FATFS配置中选择简体中文字GBK编码支持中文，使能长文件名，缓存存储在堆（STACK）中。

点击菜单栏中Project->Setting修改堆的大小，堆设置为0x1000。（注意：由于刚才设置长文件名动态缓存存储在堆中，故需要增大堆大小，如果不修改则程序运行时堆会生成溢出，程序进入硬件错误中断(HardFault)，死循环）。

生成报告以及代码，编译程序。在fatfs.c文件中可以看到FATFS初始化函数。在bsp_drver_sd.c文件中可以看到SD卡的板级操作函数，包括SD初始化，读写擦除块操作函数。在sd_diskio.c文件中可以看到FATFS文件系统移植的底层操作函数。

删除上一章SDMMC的应用程序。在main.c文件前添加变量。fs为文件系统工作区，fil为文件对象结构的指针。rtext/wtext分别为读写缓存，bytesread/byteswritten分别存储读写的字节数。filename存储文件名（FATFS文件系统配置时使能了长文件名，最长255字节，若不支持长文件名，则文件名最多8个字节）。

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print?
01/* USER CODE BEGIN PV */
02/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
03FATFS fs;                 // Work area (file system object) for logical drive
04FIL fil;                  // file objects
05  
06uint32_t byteswritten;                /* File write counts */
07uint32_t bytesread;                   /* File read counts */
08uint8_t wtext[] = "This is STM32 working with FatFs"; /* File write buffer */
09uint8_t rtext[100];                     /* File read buffers */
10char filename[] = "STM32cube.txt";
11/* USER CODE END PV */

在main函数中添加应用程序。程序中首先注册一个文件系统对象，然后新建STM32cube.txt文件，将数据写文件中再读出来，判断文件系统是否工作正常。

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print?
01 /* USER CODE BEGIN 2 */
02     printf("\r\n ****** FatFs Example ******\r\n\r\n");
03   
04     /*##-1- Register the file system object to the FatFs module ##############*/
05     retSD = f_mount(&fs, "", 0);
06     if(retSD)
07     {
08         printf(" mount error : %d \r\n",retSD);
09         Error_Handler();
10     }
11     else
12         printf(" mount sucess!!! \r\n");
13       
14     /*##-2- Create and Open new text file objects with write access ######*/
15     retSD = f_open(&fil, filename, FA_CREATE_ALWAYS | FA_WRITE);
16     if(retSD)
17         printf(" open file error : %d\r\n",retSD);
18     else
19         printf(" open file sucess!!! \r\n");
20       
21     /*##-3- Write data to the text files ###############################*/
22     retSD = f_write(&fil, wtext, sizeof(wtext), (void *)&byteswritten);
23     if(retSD)
24         printf(" write file error : %d\r\n",retSD);
25     else
26     {
27         printf(" write file sucess!!! \r\n");
28         printf(" write Data : %s\r\n",wtext);
29     }
30       
31     /*##-4- Close the open text files ################################*/
32     retSD = f_close(&fil);
33     if(retSD)
34         printf(" close error : %d\r\n",retSD);
35     else
36         printf(" close sucess!!! \r\n");
37       
38     /*##-5- Open the text files object with read access ##############*/
39     retSD = f_open(&fil, filename, FA_READ);
40     if(retSD)
41         printf(" open file error : %d\r\n",retSD);
42     else
43         printf(" open file sucess!!! \r\n");
44       
45     /*##-6- Read data from the text files ##########################*/
46     retSD = f_read(&fil, rtext, sizeof(rtext), (UINT*)&bytesread);
47     if(retSD)
48         printf(" read error!!! %d\r\n",retSD);
49     else
50     {
51         printf(" read sucess!!! \r\n");
52         printf(" read Data : %s\r\n",rtext);
53     }
54       
55     /*##-7- Close the open text files ############################*/
56     retSD = f_close(&fil);
57     if(retSD)  
58         printf(" close error!!! %d\r\n",retSD);
59     else
60         printf(" close sucess!!! \r\n");
61       
62     /*##-8- Compare read data with the expected data ############*/
63     if(bytesread == byteswritten)
64     { 
65         printf(" FatFs is working well!!!\r\n");
66     }
67   /* USER CODE END 2 */

在main.c文件后面添加错误处理函数。

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print?
01 /* USER CODE BEGIN 4 */
02 static void Error_Handler(void)
03 {
04   printf("something wrong ....\r\n");
05     /* User may add here some code to deal with this error */
06   while(1)
07   {
08   }
09 }
10 /* USER CODE END 4 */
 

在main.c文件前面添加错误处理函数声明。

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print?
1 /* USER CODE BEGIN PFP */
2 /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
3 static void Error_Handler(void);
4 /* USER CODE END PFP */
 

编译程序并下载到开发板。将Micro SD卡插入Micro SD Storage Board中，再插到Open746I-C开发的SDMMC接口中。打开串口调试助手,设置波特率为115200,按下复位串口助手上面会显示如下信息。




下载简介一下FATFS的几个操作函数。
1.f_mount
在FatFs模块上注册、注销一个工作区（文件系统对象）。
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print?
1 FRESULT f_mount (
2     FATFS* fs,         /* Pointer to the file system object (NULL:unmount)*/
3     const TCHAR* path,    /* Logical drive number to be mounted/unmounted */
4     BYTE opt           /* 0:Do not mount (delayed mount), 1:Mount immediately */
5 )
 
参数
fs 工作区（文件系统对象）指针
path  注册/注销工作区的逻辑驱动器号
opt      注册或注销选项


2.f_open
创建/打开一个文件对象
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print?
1 FRESULT f_open (
2     FIL* fp,           /* Pointer to the blank file object */
3     const TCHAR* path,    /* Pointer to the file name */
4     BYTE mode          /* Access mode and file open mode flags */
5 )
fp   将被创建的文件对象结构的指针
path  文件名指针，指定将创建或打开的文件名
mode 访问类型和打开方法，由一下标准的一个组合指定的。

模式                      描述  
FA_READ   指定读访问对象。可以从文件中读取数据。 与FA_WRITE 结 合可以进行读写访问。   
FA_WRITE   指定写访问对象。可以向文件中写入数据。与FA_READ 结合 可以进行读写访问。   
FA_OPEN_EXISTING  打开文件。如果文件不存在，则打开失败。(默认)  
FA_OPEN_ALWAYS   如果文件存在，则打开；否则，创建一个新文件。  
FA_CREATE_NEW   创建一个新文件。如果文件已存在，则创建失败。   
FA_CREATE_ALWAYS  创建一个新文件。如果文件已存在，则它将被截断并覆盖。

3.f_close
关闭一个打开的文件
view source
print?
1 FRESULT f_close (
2     FIL *fp        /* Pointer to the file object to be closed */
3 )
 
fp 指向将被关闭的已打开的文件对象结构的指针。

4.f_read
从一个打开的文件中读取数据
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print?
1 FRESULT f_read (
2     FIL* fp,      /* Pointer to the file object */
3     void* buff,        /* Pointer to data buffer */
4     UINT btr,      /* Number of bytes to read */
5     UINT* br       /* Pointer to number of bytes read */
6 )
 
fp   指向将被读取的已打开的文件对象结构的指针
buff  指向存储读取数据的缓冲区的指针
btr  要读取的字节数
br 指向返回已读取字节数的UINT变量的指针，返回为实际读取的字节数。

5.f_write
写入数据到一个已打开的文件
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print?
1 FRESULT f_write (
2     FIL* fp,           /* Pointer to the file object */
3     const void *buff, /* Pointer to the data to be written */
4     UINT btw,          /* Number of bytes to write */
5     UINT* bw           /* Pointer to number of bytes written */
6 )
 
fp   指向将被写入的已打开的文件对象结构的指针
buff  指向存储写入数据的缓冲区的指针
btr  要写入的字节数
br 指向返回已写入字节数的UINT变量的指针，返回为实际写入的字节数。

另外FatFs还有很多API操作函数，在这里不再作详细的介绍，详细信息请查看FatFs文件系统官网。

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