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[STM32F1] 【HAL库每天一例】第048例：SPI-基于串行Flash&SD卡的FatFS文件...

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 楼主| 亼亽 发表于 2016-6-22 08:41 | 显示全部楼层 |阅读模式
spi, FATFS, flash, SD卡, 开发板
【HAL库每天一例】系列例程从今天开始持续更新。。。。。
我们将**每天至少发布一个基于YS-F1Pro开发板的HAL库例程，
该系列例程将带领大家从零开始使用HAL库，后面会持续添加模块应用例程。
同样的，我们还程序发布基于HAL库的指导文档和视频教程，欢迎持续关注，并提出改进意见。
例程下载：
资料包括程序、相关说明资料以及软件使用截图
链接：http://pan.baidu.com/s/1i574oPv
密码：r3s3
（硬石YS-F1Pro开发板HAL库例程持续更新\1. 软件设计之基本裸机例程(HAL库版本)\YSF1_HAL-048. SPI-基于串行Flash&SD卡的FatFS文件系统）

/**
  ******************************************************************************
  *                           硬石YS-F1Pro开发板例程功能说明
  *
  *  例程名称: YSF1_HAL-048. SPI-基于串行Flash&SD卡的FatFS文件系统
  *   
  ******************************************************************************
  * 说明：
  * 本例程配套硬石stm32开发板YS-F1Pro使用。
  *
  * 淘宝：
  * 论坛：www ing10bbs com
  * 版权归硬石嵌入式开发团队所有，请勿商用。
  ******************************************************************************
  */

【1】例程简介
  SDIO是安全输入输出接口，采用在SD卡上。SD卡做为一种性价比极高的存储介质，在生活中非常
普遍可见。
  串行Flash用于存储数据。YS-F1Pro开发板集成了一个16M字节的W25Q128串行Flash芯片，可以
用于存放数据。该芯片使用SPI1通信接口
  FatFS是一个专门为嵌入式开发的开源小型文件系统。FatFS可以提供丰富的文件操作函数，方便
文件操作，我们可以在串行Flash空间上移植FatFS文件系统。
  
【2】跳线帽情况
******* 为保证例程正常运行，必须插入以下跳线帽 **********
丝印编号     IO端口      目标功能引脚        出厂默认设置
  JP1        PA10        TXD(CH340G)          已接入
  JP2        PA9         RXD(CH340G)          已接入
  
【3】操作及现象
  将一张小于32G大小的Micro SD卡插入到开发板上的SD卡槽内，使用开发板配套的MINI USB线连
接到开发板标示“调试串口”字样的MIMI USB接口（需要安装驱动），在电脑端打开串口调试助手
工具，设置参数为115200 8-N-1。下载完程序之后，在串口调试助手窗口可接收到信息。

/******************* (C) COPYRIGHT 2015-2020 硬石嵌入式开发团队 *****END OF FILE****/

CubeMX_1.jpg
CubeMX_9.jpg


main.c文件内容
复制
  1. /**
    

  2.   ******************************************************************************
    

  3.   * 文件名程: main.c 
    

  4.   * 作    者: 硬石嵌入式开发团队
    

  5.   * 版    本: V1.0
    

  6.   * 编写日期: 2015-10-04
    

  7.   * 功    能: 基于串行FLASH的FatFS文件系统实现与基本功能测试
    

  8.   ******************************************************************************
    

  9.   * 说明：
    

  10.   * 本例程配套硬石stm32开发板YS-F1Pro使用。
    

  11.   * 
    

  12.   * 淘宝：
    

  13.   * 论坛：http://www.ing10bbs.com
    

  14.   * 版权归硬石嵌入式开发团队所有，请勿商用。
    

  15.   ******************************************************************************
    

  16.   */
    

  17. /* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/
    

  18. #include "stm32f1xx_hal.h"
    

  19. #include "usart/bsp_debug_usart.h"
    

  20. #include "ff.h"
    

  21. #include "ff_gen_drv.h"
    

  22. #include "drivers\spiflash_diskio.h"
    

  23. #include "drivers\sd_diskio.h"
    


  24. 

  25. /* 私有类型定义 --------------------------------------------------------------*/
    

  26. /* 私有宏定义 ----------------------------------------------------------------*/
    

  27. /* 私有变量 ------------------------------------------------------------------*/
    

  28. char SPIFLASHPath[4];             /* 串行Flash逻辑设备路径 */
    

  29. char SDPath[4];                   /* SD卡逻辑设备路径 */
    


  30. 

  31. FATFS fs;                                                                                                        /* FatFs文件系统对象 */
    

  32. FIL file;                                                                                                        /* 文件对象 */
    

  33. FRESULT f_res;                    /* 文件操作结果 */
    

  34. UINT fnum;                                                      /* 文件成功读写数量 */
    

  35. BYTE ReadBuffer[1024]={0};        /* 读缓冲区 */
    

  36. BYTE WriteBuffer[]= "欢迎使用硬石STM32开发板 今天是个好日子，新建文件系统测试文件\n";/* 写缓冲区*/  
    


  37. 

  38. /* 扩展变量 ------------------------------------------------------------------*/
    

  39. /* 私有函数原形 --------------------------------------------------------------*/
    

  40. static void printf_fatfs_error(FRESULT fresult);
    


  41. 

  42. /* 函数体 --------------------------------------------------------------------*/
    

  43. /**
    

  44.   * 函数功能: 系统时钟配置
    

  45.   * 输入参数: 无
    

  46.   * 返 回 值: 无
    

  47.   * 说    明: 无
    

  48.   */
    

  49. void SystemClock_Config(void)
    

  50. {
    

  51.   RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
    

  52.   RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;
    


  53. 

  54.   RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;  // 外部晶振，8MHz
    

  55.   RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
    

  56.   RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
    

  57.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
    

  58.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
    

  59.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;  // 9倍频，得到72MHz主时钟
    

  60.   HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);
    


  61. 

  62.   RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
    

  63.                               |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
    

  64.   RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;       // 系统时钟：72MHz
    

  65.   RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;              // AHB时钟：72MHz
    

  66.   RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;               // APB1时钟：36MHz
    

  67.   RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;               // APB2时钟：72MHz
    

  68.   HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2);
    


  69. 

  70.          // HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000    1ms中断一次
    

  71.         // HAL_RCC_GetHCLKFreq()/100000         10us中断一次
    

  72.         // HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000000 1us中断一次
    

  73.   HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000);  // 配置并启动系统滴答定时器
    

  74.   /* 系统滴答定时器时钟源 */
    

  75.   HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);
    

  76.   /* 系统滴答定时器中断优先级配置 */
    

  77.   HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0);
    

  78. }
    


  79. 

  80. /**
    

  81.   * 函数功能: 主函数.
    

  82.   * 输入参数: 无
    

  83.   * 返 回 值: 无
    

  84.   * 说    明: 无
    

  85.   */
    

  86. int main(void)
    

  87. {  
    

  88.   /* 复位所有外设，初始化Flash接口和系统滴答定时器 */
    

  89.   HAL_Init();
    

  90.   /* 配置系统时钟 */
    

  91.   SystemClock_Config();
    


  92. 

  93.   /* 初始化串口并配置串口中断优先级 */
    

  94.   MX_DEBUG_USART_Init();
    

  95.   printf("****** 这是一个基于串行FLASH的FatFS文件系统实验 ******\n");
    

  96.   
    

  97. /**************************************************************************/
    

  98.   /* 注册一个FatFS设备：串行FLASH */
    

  99.   if(FATFS_LinkDriver(&SPIFLASH_Driver, SPIFLASHPath) == 0)
    

  100.   {
    

  101.     //在串行FLASH挂载文件系统，文件系统挂载时会对串行FLASH初始化
    

  102.     f_res = f_mount(&fs,(TCHAR const*)SPIFLASHPath,1);
    

  103.     printf_fatfs_error(f_res);
    

  104.     /*----------------------- 格式化测试 ---------------------------*/  
    

  105.     /* 如果没有文件系统就格式化创建创建文件系统 */
    

  106.     if(f_res == FR_NO_FILESYSTEM)
    

  107.     {
    

  108.       printf("》串行FLASH还没有文件系统，即将进行格式化...\n");
    

  109.       /* 格式化 */
    

  110.       f_res=f_mkfs((TCHAR const*)SPIFLASHPath,0,0);                                                        
    

  111.       
    

  112.       if(f_res == FR_OK)
    

  113.       {
    

  114.         printf("》串行FLASH已成功格式化文件系统。\n");
    

  115.         /* 格式化后，先取消挂载 */
    

  116.         f_res = f_mount(NULL,(TCHAR const*)SPIFLASHPath,1);                        
    

  117.         /* 重新挂载        */                        
    

  118.         f_res = f_mount(&fs,(TCHAR const*)SPIFLASHPath,1);
    

  119.       }
    

  120.       else
    

  121.       {
    

  122.         printf("《《格式化失败。》》\n");
    

  123.         while(1);
    

  124.       }
    

  125.     }
    

  126.     else if(f_res!=FR_OK)
    

  127.     {
    

  128.       printf("！！串行FLASH挂载文件系统失败。(%d)\n",f_res);
    

  129.       printf_fatfs_error(f_res);
    

  130.       while(1);
    

  131.     }
    

  132.     else
    

  133.     {
    

  134.       printf("》文件系统挂载成功，可以进行读写测试\n");
    

  135.     }
    

  136.     
    

  137.     /*----------------------- 文件系统测试：写测试 -----------------------------*/
    

  138.     /* 打开文件，如果文件不存在则创建它 */
    

  139.     printf("****** 即将进行文件写入测试... ******\n");        
    

  140.     f_res = f_open(&file, "FatFs读写测试文件.txt",FA_CREATE_ALWAYS | FA_WRITE );
    

  141.     if ( f_res == FR_OK )
    

  142.     {
    

  143.       printf("》打开/创建FatFs读写测试文件.txt文件成功，向文件写入数据。\n");
    

  144.       /* 将指定存储区内容写入到文件内 */
    

  145.       f_res=f_write(&file,WriteBuffer,sizeof(WriteBuffer),&fnum);
    

  146.       if(f_res==FR_OK)
    

  147.       {
    

  148.         printf("》文件写入成功，写入字节数据：%d\n",fnum);
    

  149.         printf("》向文件写入的数据为：\n%s\n",WriteBuffer);
    

  150.       }
    

  151.       else
    

  152.       {
    

  153.         printf("！！文件写入失败：(%d)\n",f_res);
    

  154.       }    
    

  155.       /* 不再读写，关闭文件 */
    

  156.       f_close(&file);
    

  157.     }
    

  158.     else
    

  159.     {        
    

  160.       printf("！！打开/创建文件失败。\n");
    

  161.     }
    

  162.     
    

  163.     /*------------------- 文件系统测试：读测试 ------------------------------------*/
    

  164.     printf("****** 即将进行文件读取测试... ******\n");
    

  165.     f_res = f_open(&file, "FatFs读写测试文件.txt", FA_OPEN_EXISTING | FA_READ);          
    

  166.     if(f_res == FR_OK)
    

  167.     {
    

  168.       printf("》打开文件成功。\n");
    

  169.       f_res = f_read(&file, ReadBuffer, sizeof(ReadBuffer), &fnum); 
    

  170.       if(f_res==FR_OK)
    

  171.       {
    

  172.         printf("》文件读取成功,读到字节数据：%d\n",fnum);
    

  173.         printf("》读取得的文件数据为：\n%s \n", ReadBuffer);        
    

  174.       }
    

  175.       else
    

  176.       {
    

  177.         printf("！！文件读取失败：(%d)\n",f_res);
    

  178.       }                
    

  179.     }
    

  180.     else
    

  181.     {
    

  182.       printf("！！打开文件失败。\n");
    

  183.     }
    

  184.     /* 不再读写，关闭文件 */
    

  185.     f_close(&file);
    

  186.     /* 不再使用，取消挂载 */
    

  187.     f_res = f_mount(NULL,(TCHAR const*)SPIFLASHPath,1);        
    

  188.   }  
    

  189.   
    

  190.   /* 注销一个FatFS设备：串行FLASH */
    

  191.   FATFS_UnLinkDriver(SPIFLASHPath);
    

  192.   
    

  193. /**************************************************************************/
    

  194.   /* 注册一个FatFS设备：SD卡 */
    

  195.   if(FATFS_LinkDriver(&SD_Driver, SDPath) == 0)
    

  196.   {
    

  197.     //在SD卡挂载文件系统，文件系统挂载时会对SD卡初始化
    

  198.     f_res = f_mount(&fs,(TCHAR const*)SDPath,1);
    

  199.     printf_fatfs_error(f_res);
    

  200.     /*----------------------- 格式化测试 ---------------------------*/  
    

  201.     /* 如果没有文件系统就格式化创建创建文件系统 */
    

  202.     if(f_res == FR_NO_FILESYSTEM)
    

  203.     {
    

  204.       printf("》SD卡还没有文件系统，即将进行格式化...\n");
    

  205.       /* 格式化 */
    

  206.       f_res=f_mkfs((TCHAR const*)SDPath,0,0);                                                        
    

  207.       
    

  208.       if(f_res == FR_OK)
    

  209.       {
    

  210.         printf("》SD卡已成功格式化文件系统。\n");
    

  211.         /* 格式化后，先取消挂载 */
    

  212.         f_res = f_mount(NULL,(TCHAR const*)SDPath,1);                        
    

  213.         /* 重新挂载        */                        
    

  214.         f_res = f_mount(&fs,(TCHAR const*)SDPath,1);
    

  215.       }
    

  216.       else
    

  217.       {
    

  218.         printf("《《格式化失败。》》\n");
    

  219.         while(1);
    

  220.       }
    

  221.     }
    

  222.     else if(f_res!=FR_OK)
    

  223.     {
    

  224.       printf("！！SD卡挂载文件系统失败。(%d)\n",f_res);
    

  225.       printf_fatfs_error(f_res);
    

  226.       while(1);
    

  227.     }
    

  228.     else
    

  229.     {
    

  230.       printf("》文件系统挂载成功，可以进行读写测试\n");
    

  231.     }
    

  232.     
    

  233.     /*----------------------- 文件系统测试：写测试 -----------------------------*/
    

  234.     /* 打开文件，如果文件不存在则创建它 */
    

  235.     printf("****** 即将进行文件写入测试... ******\n");        
    

  236.     f_res = f_open(&file, "FatFs读写测试文件.txt",FA_CREATE_ALWAYS | FA_WRITE );
    

  237.     if ( f_res == FR_OK )
    

  238.     {
    

  239.       printf("》打开/创建FatFs读写测试文件.txt文件成功，向文件写入数据。\n");
    

  240.       /* 将指定存储区内容写入到文件内 */
    

  241.       f_res=f_write(&file,WriteBuffer,sizeof(WriteBuffer),&fnum);
    

  242.       if(f_res==FR_OK)
    

  243.       {
    

  244.         printf("》文件写入成功，写入字节数据：%d\n",fnum);
    

  245.         printf("》向文件写入的数据为：\n%s\n",WriteBuffer);
    

  246.       }
    

  247.       else
    

  248.       {
    

  249.         printf("！！文件写入失败：(%d)\n",f_res);
    

  250.       }    
    

  251.       /* 不再读写，关闭文件 */
    

  252.       f_close(&file);
    

  253.     }
    

  254.     else
    

  255.     {        
    

  256.       printf("！！打开/创建文件失败。\n");
    

  257.     }
    

  258.     
    

  259.     /*------------------- 文件系统测试：读测试 ------------------------------------*/
    

  260.     printf("****** 即将进行文件读取测试... ******\n");
    

  261.     f_res = f_open(&file, "FatFs读写测试文件.txt", FA_OPEN_EXISTING | FA_READ);          
    

  262.     if(f_res == FR_OK)
    

  263.     {
    

  264.       printf("》打开文件成功。\n");
    

  265.       f_res = f_read(&file, ReadBuffer, sizeof(ReadBuffer), &fnum); 
    

  266.       if(f_res==FR_OK)
    

  267.       {
    

  268.         printf("》文件读取成功,读到字节数据：%d\n",fnum);
    

  269.         printf("》读取得的文件数据为：\n%s \n", ReadBuffer);        
    

  270.       }
    

  271.       else
    

  272.       {
    

  273.         printf("！！文件读取失败：(%d)\n",f_res);
    

  274.       }                
    

  275.     }
    

  276.     else
    

  277.     {
    

  278.       printf("！！打开文件失败。\n");
    

  279.     }
    

  280.     /* 不再读写，关闭文件 */
    

  281.     f_close(&file);
    

  282.     
    

  283.     /* 不再使用，取消挂载 */
    

  284.     f_res = f_mount(NULL,(TCHAR const*)SDPath,1);        
    

  285.   }
    

  286.     
    

  287.   /* 注销一个FatFS设备：SD卡 */
    

  288.   FATFS_UnLinkDriver(SDPath);
    

  289.   
    

  290.   /* 无限循环 */
    

  291.   while (1)
    

  292.   {
    

  293.   }
    

  294. }
    


  295. 

  296. /**
    

  297.   * 函数功能: FatFS文件系统操作结果信息处理.
    

  298.   * 输入参数: FatFS文件系统操作结果：FRESULT
    

  299.   * 返 回 值: 无
    

  300.   * 说    明: 无
    

  301.   */
    

  302. static void printf_fatfs_error(FRESULT fresult)
    

  303. {
    

  304.   switch(fresult)
    

  305.   {
    

  306.     case FR_OK:                   //(0)
    

  307.       printf("》操作成功。\n");
    

  308.     break;
    

  309.     case FR_DISK_ERR:             //(1)
    

  310.       printf("！！硬件输入输出驱动出错。\n");
    

  311.     break;
    

  312.     case FR_INT_ERR:              //(2)
    

  313.       printf("！！断言错误。\n");
    

  314.     break;
    

  315.     case FR_NOT_READY:            //(3)
    

  316.       printf("！！物理设备无法工作。\n");
    

  317.     break;
    

  318.     case FR_NO_FILE:              //(4)
    

  319.       printf("！！无法找到文件。\n");
    

  320.     break;
    

  321.     case FR_NO_PATH:              //(5)
    

  322.       printf("！！无法找到路径。\n");
    

  323.     break;
    

  324.     case FR_INVALID_NAME:         //(6)
    

  325.       printf("！！无效的路径名。\n");
    

  326.     break;
    

  327.     case FR_DENIED:               //(7)
    

  328.     case FR_EXIST:                //(8)
    

  329.       printf("！！拒绝访问。\n");
    

  330.     break;
    

  331.     case FR_INVALID_OBJECT:       //(9)
    

  332.       printf("！！无效的文件或路径。\n");
    

  333.     break;
    

  334.     case FR_WRITE_PROTECTED:      //(10)
    

  335.       printf("！！逻辑设备写保护。\n");
    

  336.     break;
    

  337.     case FR_INVALID_DRIVE:        //(11)
    

  338.       printf("！！无效的逻辑设备。\n");
    

  339.     break;
    

  340.     case FR_NOT_ENABLED:          //(12)
    

  341.       printf("！！无效的工作区。\n");
    

  342.     break;
    

  343.     case FR_NO_FILESYSTEM:        //(13)
    

  344.       printf("！！无效的文件系统。\n");
    

  345.     break;
    

  346.     case FR_MKFS_ABORTED:         //(14)
    

  347.       printf("！！因函数参数问题导致f_mkfs函数操作失败。\n");
    

  348.     break;
    

  349.     case FR_TIMEOUT:              //(15)
    

  350.       printf("！！操作超时。\n");
    

  351.     break;
    

  352.     case FR_LOCKED:               //(16)
    

  353.       printf("！！文件被保护。\n");
    

  354.     break;
    

  355.     case FR_NOT_ENOUGH_CORE:      //(17)
    

  356.       printf("！！长文件名支持获取堆空间失败。\n");
    

  357.     break;
    

  358.     case FR_TOO_MANY_OPEN_FILES:  //(18)
    

  359.       printf("！！打开太多文件。\n");
    

  360.     break;
    

  361.     case FR_INVALID_PARAMETER:    // (19)
    

  362.       printf("！！参数无效。\n");
    

  363.     break;
    

  364.   }
    

  365. }
    

  366. /******************* (C) COPYRIGHT 2015-2020 硬石嵌入式开发团队 *****END OF FILE****/
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