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【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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亼亽|  楼主 | 2016-6-22 08:41 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
【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****/






main.c文件内容
/**
  ******************************************************************************
  * 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: 基于串行FLASH的FatFS文件系统实现与基本功能测试
  ******************************************************************************
  * 说明:
  * 本例程配套硬石stm32开发板YS-F1Pro使用。
  *
  * 淘宝:
  * 论坛:http://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 "ff.h"
#include "ff_gen_drv.h"
#include "drivers\spiflash_diskio.h"
#include "drivers\sd_diskio.h"

/* 私有类型定义 --------------------------------------------------------------*/
/* 私有宏定义 ----------------------------------------------------------------*/
/* 私有变量 ------------------------------------------------------------------*/
char SPIFLASHPath[4];             /* 串行Flash逻辑设备路径 */
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 */
BYTE ReadBuffer[1024]={0};        /* 读缓冲区 */
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*/  

/* 扩展变量 ------------------------------------------------------------------*/
/* 私有函数原形 --------------------------------------------------------------*/
static void printf_fatfs_error(FRESULT fresult);

/* 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("****** 这是一个基于串行FLASH的FatFS文件系统实验 ******\n");
  
/**************************************************************************/
  /* 注册一个FatFS设备:串行FLASH */
  if(FATFS_LinkDriver(&SPIFLASH_Driver, SPIFLASHPath) == 0)
  {
    //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
    f_res = f_mount(&fs,(TCHAR const*)SPIFLASHPath,1);
    printf_fatfs_error(f_res);
    /*----------------------- 格式化测试 ---------------------------*/  
    /* 如果没有文件系统就格式化创建创建文件系统 */
    if(f_res == FR_NO_FILESYSTEM)
    {
      printf("》串行FLASH还没有文件系统,即将进行格式化...\n");
      /* 格式化 */
      f_res=f_mkfs((TCHAR const*)SPIFLASHPath,0,0);                                                       
      
      if(f_res == FR_OK)
      {
        printf("》串行FLASH已成功格式化文件系统。\n");
        /* 格式化后,先取消挂载 */
        f_res = f_mount(NULL,(TCHAR const*)SPIFLASHPath,1);                       
        /* 重新挂载        */                       
        f_res = f_mount(&fs,(TCHAR const*)SPIFLASHPath,1);
      }
      else
      {
        printf("《《格式化失败。》》\n");
        while(1);
      }
    }
    else if(f_res!=FR_OK)
    {
      printf("!!串行FLASH挂载文件系统失败。(%d)\n",f_res);
      printf_fatfs_error(f_res);
      while(1);
    }
    else
    {
      printf("》文件系统挂载成功,可以进行读写测试\n");
    }
   
    /*----------------------- 文件系统测试:写测试 -----------------------------*/
    /* 打开文件,如果文件不存在则创建它 */
    printf("****** 即将进行文件写入测试... ******\n");       
    f_res = f_open(&file, "FatFs读写测试文件.txt",FA_CREATE_ALWAYS | FA_WRITE );
    if ( f_res == FR_OK )
    {
      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");
      /* 将指定存储区内容写入到文件内 */
      f_res=f_write(&file,WriteBuffer,sizeof(WriteBuffer),&fnum);
      if(f_res==FR_OK)
      {
        printf("》文件写入成功,写入字节数据:%d\n",fnum);
        printf("》向文件写入的数据为:\n%s\n",WriteBuffer);
      }
      else
      {
        printf("!!文件写入失败:(%d)\n",f_res);
      }   
      /* 不再读写,关闭文件 */
      f_close(&file);
    }
    else
    {       
      printf("!!打开/创建文件失败。\n");
    }
   
    /*------------------- 文件系统测试:读测试 ------------------------------------*/
    printf("****** 即将进行文件读取测试... ******\n");
    f_res = f_open(&file, "FatFs读写测试文件.txt", FA_OPEN_EXISTING | FA_READ);          
    if(f_res == FR_OK)
    {
      printf("》打开文件成功。\n");
      f_res = f_read(&file, ReadBuffer, sizeof(ReadBuffer), &fnum);
      if(f_res==FR_OK)
      {
        printf("》文件读取成功,读到字节数据:%d\n",fnum);
        printf("》读取得的文件数据为:\n%s \n", ReadBuffer);       
      }
      else
      {
        printf("!!文件读取失败:(%d)\n",f_res);
      }               
    }
    else
    {
      printf("!!打开文件失败。\n");
    }
    /* 不再读写,关闭文件 */
    f_close(&file);
    /* 不再使用,取消挂载 */
    f_res = f_mount(NULL,(TCHAR const*)SPIFLASHPath,1);       
  }  
  
  /* 注销一个FatFS设备:串行FLASH */
  FATFS_UnLinkDriver(SPIFLASHPath);
  
/**************************************************************************/
  /* 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);
    /*----------------------- 格式化测试 ---------------------------*/  
    /* 如果没有文件系统就格式化创建创建文件系统 */
    if(f_res == FR_NO_FILESYSTEM)
    {
      printf("》SD卡还没有文件系统,即将进行格式化...\n");
      /* 格式化 */
      f_res=f_mkfs((TCHAR const*)SDPath,0,0);                                                       
      
      if(f_res == FR_OK)
      {
        printf("》SD卡已成功格式化文件系统。\n");
        /* 格式化后,先取消挂载 */
        f_res = f_mount(NULL,(TCHAR const*)SDPath,1);                       
        /* 重新挂载        */                       
        f_res = f_mount(&fs,(TCHAR const*)SDPath,1);
      }
      else
      {
        printf("《《格式化失败。》》\n");
        while(1);
      }
    }
    else if(f_res!=FR_OK)
    {
      printf("!!SD卡挂载文件系统失败。(%d)\n",f_res);
      printf_fatfs_error(f_res);
      while(1);
    }
    else
    {
      printf("》文件系统挂载成功,可以进行读写测试\n");
    }
   
    /*----------------------- 文件系统测试:写测试 -----------------------------*/
    /* 打开文件,如果文件不存在则创建它 */
    printf("****** 即将进行文件写入测试... ******\n");       
    f_res = f_open(&file, "FatFs读写测试文件.txt",FA_CREATE_ALWAYS | FA_WRITE );
    if ( f_res == FR_OK )
    {
      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");
      /* 将指定存储区内容写入到文件内 */
      f_res=f_write(&file,WriteBuffer,sizeof(WriteBuffer),&fnum);
      if(f_res==FR_OK)
      {
        printf("》文件写入成功,写入字节数据:%d\n",fnum);
        printf("》向文件写入的数据为:\n%s\n",WriteBuffer);
      }
      else
      {
        printf("!!文件写入失败:(%d)\n",f_res);
      }   
      /* 不再读写,关闭文件 */
      f_close(&file);
    }
    else
    {       
      printf("!!打开/创建文件失败。\n");
    }
   
    /*------------------- 文件系统测试:读测试 ------------------------------------*/
    printf("****** 即将进行文件读取测试... ******\n");
    f_res = f_open(&file, "FatFs读写测试文件.txt", FA_OPEN_EXISTING | FA_READ);          
    if(f_res == FR_OK)
    {
      printf("》打开文件成功。\n");
      f_res = f_read(&file, ReadBuffer, sizeof(ReadBuffer), &fnum);
      if(f_res==FR_OK)
      {
        printf("》文件读取成功,读到字节数据:%d\n",fnum);
        printf("》读取得的文件数据为:\n%s \n", ReadBuffer);       
      }
      else
      {
        printf("!!文件读取失败:(%d)\n",f_res);
      }               
    }
    else
    {
      printf("!!打开文件失败。\n");
    }
    /* 不再读写,关闭文件 */
    f_close(&file);
   
    /* 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;
  }
}
/******************* (C) COPYRIGHT 2015-2020 硬石嵌入式开发团队 *****END OF FILE****/




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