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【HAL库每天一例】第045例：SDIO-FatFS文件系统功能使用

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亼亽|  楼主 | 2016-6-19 11:22 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
sd, fatfs文件系统, IO, ST, rc
【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
等级不够，不给发连接（去掉下面链接空格）
百度云：pan. baidu. com/s/1jIvrqlC
（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-045. SDIO-FatFS文件系统功能使用）

/**
  ******************************************************************************
  *                           硬石YS-F1Pro开发板例程功能说明
  *
  *  例程名称: YSF1_HAL-045. SDIO-FatFS文件系统功能使用
  *   
  ******************************************************************************
  * 说明：
  * 本例程配套硬石stm32开发板YS-F1Pro使用。
  *
  * 淘宝：
  * 论坛：www ingbbs 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。
  上个例程是直接对SD卡进行读写操作，一般使用SD卡都需要通过文件系统，使得类似电脑操作文件
一样简单明了。
  FatFS是一个专门为嵌入式开发的开源小型文件系统。提供了非常丰富的文件操作函数，本例程使用
其中部分函数实现文件操作。
  
【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****/

main.c文件内容
复制
/**

  ******************************************************************************

  * 文件名程: main.c 

  * 作    者: 硬石嵌入式开发团队

  * 版    本: V1.0

  * 编写日期: 2015-10-04

  * 功    能: 基于SD卡的FatFS文件系统功能测试

  ******************************************************************************

  * 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。

  ******************************************************************************

  */

/* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/

#include "stm32f1xx_hal.h"

#include "usart/bsp_debug_usart.h"

#include "sdio/bsp_sdcard.h"

#include "ff.h"

#include "ff_gen_drv.h"

#include "drivers\sd_diskio.h"

#include "string.h"



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

/* 私有宏定义 ----------------------------------------------------------------*/

/* 私有变量 ------------------------------------------------------------------*/

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

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

FIL file;                                                                                                        /* 文件对象 */

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

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

char fpath[100];                  /* 保存当前扫描路径 */

char readbuffer[512];



/* 扩展变量 ------------------------------------------------------------------*/

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

static void printf_fatfs_error(FRESULT fresult);

static FRESULT miscellaneous(void);

static FRESULT file_check(void);

static FRESULT scan_files (char* path);



/* 函数体 --------------------------------------------------------------------*/

/**

  * 函数功能: 系统时钟配置

  * 输入参数: 无

  * 返 回 值: 无

  * 说    明: 无

  */

void SystemClock_Config(void)

{

  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;

  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;



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

  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;

  RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;

  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;

  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;

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

  HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);



  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK

                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;

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

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

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

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

  HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2);



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

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

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

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

  /* 系统滴答定时器时钟源 */

  HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);

  /* 系统滴答定时器中断优先级配置 */

  HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0);

}



/**

  * 函数功能: 主函数.

  * 输入参数: 无

  * 返 回 值: 无

  * 说    明: 无

  */

int main(void)

{  

  /* 复位所有外设，初始化Flash接口和系统滴答定时器 */

  HAL_Init();

  /* 配置系统时钟 */

  SystemClock_Config();



  /* 初始化串口并配置串口中断优先级 */

  MX_DEBUG_USART_Init();

  printf("****** 这是一个基于SD卡的FatFS文件系统功能使用 ******\n");

  

  /* 注册一个FatFS设备：SD卡 */

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

  {

    //在SD卡挂载文件系统，文件系统挂载时会对SD卡初始化

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

    printf_fatfs_error(f_res);

    if(f_res!=FR_OK)

    {

      printf("！！SD卡挂载文件系统失败。\n");

      while(1);

    }

    else

    {

      printf("》SD卡文件系统挂载成功，可以进行测试。\n");    

    }

    

    /* FatFs多项功能测试 */

    f_res = miscellaneous();

    

    printf("\n*************** 文件信息获取测试 **************\r\n");

    f_res = file_check();



    

    printf("***************** 文件扫描测试 ****************\r\n");

    strcpy(fpath,SDPath);

    scan_files(fpath);

    

    /* 不再使用，取消挂载 */

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

  }  

  

  /* 注销一个FatFS设备：SD卡 */

  FATFS_UnLinkDriver(SDPath);

  

  /* 无限循环 */

  while (1)

  {

  }

}



/**

  * 函数功能: FatFS文件系统操作结果信息处理.

  * 输入参数: FatFS文件系统操作结果：FRESULT

  * 返 回 值: 无

  * 说    明: 无

  */

static void printf_fatfs_error(FRESULT fresult)

{

  switch(fresult)

  {

    case FR_OK:                   //(0)

      printf("》操作成功。\n");

    break;

    case FR_DISK_ERR:             //(1)

      printf("！！硬件输入输出驱动出错。\n");

    break;

    case FR_INT_ERR:              //(2)

      printf("！！断言错误。\n");

    break;

    case FR_NOT_READY:            //(3)

      printf("！！物理设备无法工作。\n");

    break;

    case FR_NO_FILE:              //(4)

      printf("！！无法找到文件。\n");

    break;

    case FR_NO_PATH:              //(5)

      printf("！！无法找到路径。\n");

    break;

    case FR_INVALID_NAME:         //(6)

      printf("！！无效的路径名。\n");

    break;

    case FR_DENIED:               //(7)

    case FR_EXIST:                //(8)

      printf("！！拒绝访问。\n");

    break;

    case FR_INVALID_OBJECT:       //(9)

      printf("！！无效的文件或路径。\n");

    break;

    case FR_WRITE_PROTECTED:      //(10)

      printf("！！逻辑设备写保护。\n");

    break;

    case FR_INVALID_DRIVE:        //(11)

      printf("！！无效的逻辑设备。\n");

    break;

    case FR_NOT_ENABLED:          //(12)

      printf("！！无效的工作区。\n");

    break;

    case FR_NO_FILESYSTEM:        //(13)

      printf("！！无效的文件系统。\n");

    break;

    case FR_MKFS_ABORTED:         //(14)

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

    break;

    case FR_TIMEOUT:              //(15)

      printf("！！操作超时。\n");

    break;

    case FR_LOCKED:               //(16)

      printf("！！文件被保护。\n");

    break;

    case FR_NOT_ENOUGH_CORE:      //(17)

      printf("！！长文件名支持获取堆空间失败。\n");

    break;

    case FR_TOO_MANY_OPEN_FILES:  //(18)

      printf("！！打开太多文件。\n");

    break;

    case FR_INVALID_PARAMETER:    // (19)

      printf("！！参数无效。\n");

    break;

  }

}



/* FatFs多项功能测试 */

static FRESULT miscellaneous(void)

{

  DIR dir;

  FATFS *pfs;

  DWORD fre_clust, fre_sect, tot_sect;

  

  printf("\n*************** 设备信息获取 ***************\r\n");

  /* 获取设备信息和空簇大小 */

  f_res = f_getfree((TCHAR const*)SDPath, &fre_clust, &pfs);



  /* 计算得到总的扇区个数和空扇区个数 */

  tot_sect = (pfs->n_fatent - 2) * pfs->csize;

  fre_sect = fre_clust * pfs->csize;



  /* 打印信息(4096 字节/扇区) */

  printf("》设备总空间：%10lu KB。\n》可用空间：  %10lu KB。\n", tot_sect *4, fre_sect *4);

  

  printf("\n******** 文件定位和格式化写入功能测试 ********\r\n");

  f_res = f_open(&file, "FatFs读写测试文件.txt",

                            FA_OPEN_EXISTING|FA_WRITE|FA_READ );

        if ( f_res == FR_OK )

        {

    /*  文件定位 */

    f_res = f_lseek(&file,f_size(&file)-1);

    if (f_res == FR_OK)

    {

      /* 格式化写入，参数格式类似printf函数 */

      f_printf(&file,"\n在原来文件新添加一行内容\n");

      f_printf(&file,"》设备总空间：%10lu KB。\n》可用空间：  %10lu KB。\n", tot_sect *4, fre_sect *4);

      /*  文件定位到文件起始位置 */

      f_res = f_lseek(&file,0);

      /* 读取文件所有内容到缓存区 */

      f_res = f_read(&file,readbuffer,f_size(&file),&fnum);

      if(f_res == FR_OK)

      {

        printf("》文件内容：\n%s\n",readbuffer);

      }

    }

    f_close(&file);    

    

    printf("\n********** 目录创建和重命名功能测试 **********\r\n");

    /* 尝试打开目录 */

    f_res=f_opendir(&dir,"TestDir");

    if(f_res!=FR_OK)

    {

      /* 打开目录失败，就创建目录 */

      f_res=f_mkdir("TestDir");

    }

    else

    {

      /* 如果目录已经存在，关闭它 */

      f_res=f_closedir(&dir);

      /* 删除文件 */

      f_unlink("TestDir/testdir.txt");

    }

    if(f_res==FR_OK)

    {

      /* 重命名并移动文件 */

      f_res=f_rename("FatFs读写测试文件.txt","TestDir/testdir.txt");      

    } 

        }

  else

  {

    printf("!! 打开文件失败：%d\n",f_res);

    printf("!! 或许需要再次运行“FatFs移植与读写测试”工程\n");

  }

  return f_res;

}





/**

  * 文件信息获取

  */

static FRESULT file_check(void)

{  

  static FILINFO finfo;

  /* 获取文件信息 */

  f_res=f_stat("0:TestDir/testdir.txt",&finfo);

  if(f_res==FR_OK)

  {

    printf("“testdir.txt”文件信息：\n");

    printf("》文件大小: %ld(字节)\n", finfo.fsize);

    printf("》时间戳: %u/%02u/%02u, %02u:%02u\n",

           (finfo.fdate >> 9) + 1980, finfo.fdate >> 5 & 15, finfo.fdate & 31,finfo.ftime >> 11, finfo.ftime >> 5 & 63);

    printf("》属性: %c%c%c%c%c\n\n",

           (finfo.fattrib & AM_DIR) ? 'D' : '-',      // 是一个目录

           (finfo.fattrib & AM_RDO) ? 'R' : '-',      // 只读文件

           (finfo.fattrib & AM_HID) ? 'H' : '-',      // 隐藏文件

           (finfo.fattrib & AM_SYS) ? 'S' : '-',      // 系统文件

           (finfo.fattrib & AM_ARC) ? 'A' : '-');     // 档案文件

  }

  return f_res;

}



/**

  * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]  scan_files 递归扫描FatFs内的文件

  * @param  path:初始扫描路径

  * @retval result:文件系统的返回值

  */

static FRESULT scan_files (char* path) 

{ 

  FRESULT res;                 //部分在递归过程被修改的变量，不用全局变量        

  FILINFO fno; 

  DIR dir; 

  int i;            

  char *fn;        // 文件名        

        

#if _USE_LFN 

  /* 长文件名支持 */

  /* 简体中文需要2个字节保存一个“字”*/

  static char lfn[_MAX_LFN*2 + 1];         

  fno.lfname = lfn; 

  fno.lfsize = sizeof(lfn); 

#endif 

  //打开目录

  res = f_opendir(&dir, path); 

  if (res == FR_OK) 

        { 

    i = strlen(path); 

    for (;;) 

                { 

      //读取目录下的内容，再读会自动读下一个文件

      res = f_readdir(&dir, &fno);                                                                 

      //为空时表示所有项目读取完毕，跳出

      if (res != FR_OK || fno.fname[0] == 0) break;         

#if _USE_LFN 

      fn = *fno.lfname ? fno.lfname : fno.fname; 

#else 

      fn = fno.fname; 

#endif 

      //点表示当前目录，跳过                        

      if (*fn == '.') continue;         

      //目录，递归读取      

      if (fno.fattrib & AM_DIR)         

                        {                         

        //合成完整目录名        

        sprintf(&path[i], "/%s", fn);                 

        //递归遍历         

        res = scan_files(path);        

        path[i] = 0;         

        //打开失败，跳出循环        

        if (res != FR_OK) 

                                        break; 

      } 

                        else 

                        { 

                                printf("%s/%s\n", path, fn);                                                                //输出文件名        

        /* 可以在这里提取特定格式的文件路径 */        

      }//else

    } //for

  } 

  return res; 

}



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



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沙发
mmuuss586| | 2016-6-19 21:39 | 只看该作者
谢谢分享；

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板凳
捉虫天师| | 2016-6-19 23:41 | 只看该作者
注释的很详细，要是配点图更好了。

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地板
亼亽|  楼主 | 2016-6-20 08:35 | 只看该作者
本帖最后由 亼亽 于 2016-6-20 08:37 编辑

不知还需要什么图？
这个是在上一个例程基础上增加的，上个例程就有stm32cubemx操作步骤图
另外，在我们例程里边也有这些操作步骤图的
【HAL库每天一例】第044例： SDIO-基于SD卡FatFS文件系统
https://bbs.21ic.com/forum.php?mo ... amp;fromuid=1735642
(出处: 21ic电子技术论坛)

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