STM32移植FATFS

只看该作者 · 2018-9-20 12:32

STM32移植FATFS及详细过程！

只看该作者 · 2018-9-20 12:34

经常在网上、群里看到很多人问关于STM32的FATFS文件系统移植的问题，刚好自己最近也在调试这个程序，为了让大家少走弯路，我把我的调试过程和方法也贡献给大家。

只看该作者 · 2018-9-20 12:35

FatFs Module是一种完全免费开源的FAT文件系统模块，专门为小型的嵌入式系统而设计。它完全用标准C语言编写，所以具有良好的硬件平**立性，可以移植到8051、PIC、AVR、SH、Z80、H8、ARM等系列单片机上而只需做简单的修改。它支持FATl2、FATl6和FAT32，支持多个存储媒介；有独立的缓冲区，可以对多个文件进行读／写，并特别对8位单片机和16位单片机做了优化。

只看该作者 · 2018-9-20 12:35

1、FATFS源代码的获取，可以到官网下载：http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html 最新版本是R0.09版本，我们就移植这个版本的。
2、解压文件会得到两个文件夹，一个是doc文件夹，这里是FATFS的一些使用文档和说明，以后在文件编程的时候可以查看该文档。另一个是src文件夹，里面就是我们所要的源文件。
3、建立一个STM32的工程，为方便调试，我们应重载printf()底层函数实现串口打印输出。可以参考已经建立好的printf()打印输出工程：http://www.viewtool.com/bbs/foru ... d=77&extra=page%3D1

只看该作者 · 2018-9-20 12:36

1、在已经建立好的工程目录User文件夹下新建两个文件夹，FATFS_V0.09和SPI_SD_Card，FATFS_V0.09用于存放FATFS源文件，SPI_SD_Card用于存放SPI的驱动文件。
如图1将ff.c添加到工程文件夹中，并新建diskio.c文件，在diskio.c文件中实现五个函数：

DSTATUS disk_initialize (BYTE);//SD卡的初始化
      DSTATUS disk_status (BYTE);//获取SD卡的状态，这里可以不用管
      DRESULT disk_read (BYTE, BYTE*, DWORD, BYTE);//从SD卡读取数据
      DRESULT disk_write (BYTE, const BYTE*, DWORD, BYTE);//将数据写入SD卡，若该文件系统为只读文件系统则不用实现该函数

只看该作者 · 2018-9-20 12:38

DRESULT disk_ioctl (BYTE, BYTE, void*);//获取SD卡文件系统相关信息

只看该作者 · 2018-9-20 12:38

3、初步实现以上五个函数
      FATFS初始化函数：

DSTATUS disk_initialize (
            BYTE drv                               /* Physical drive nmuber (0..) */
      )
      {
            switch (drv)
            {
                     case 0 :
                              return RES_OK;
                     case 1 :
                              return RES_OK;
                     case 2 :
                              return RES_OK;
                     case 3 :
                              return RES_OK;
                     default:
                              return STA_NOINIT;
            }
      }

只看该作者 · 2018-9-20 12:40

FATFS状态获取函数：

DSTATUS disk_status (
            BYTE drv             /* Physical drive nmuber (0..) */
      )
      {
            switch (drv)
            {
                     case 0 :
                              return RES_OK;
                     case 1 :
                              return RES_OK;
                     case 2 :
                              return RES_OK;
                     default:
                              return STA_NOINIT;
            }
      }

只看该作者 · 2018-9-20 12:41

FATFS底层写数据函数：

DRESULT disk_write (
            BYTE drv,                      /* Physical drive nmuber (0..) */
            const BYTE *buff,             /* Data to be written */
            DWORD sector,             /* Sector address (LBA) */
            BYTE count                      /* Number of sectors to write (1..255) */
      )
      {
            if( !count )
            {
                     return RES_PARERR;  /* count不能等于0，否则返回参数错误 */
            }
            switch (drv)
            {
                     case 0:
                        if(count==1)          /* 1个sector的写操作 */
                        {
                                    return RES_OK;
                        }
                        else                   /* 多个sector的写操作 */
                        {
                                    return RES_OK;
                        }
                     case 1:
                        if(count==1)          /* 1个sector的写操作 */
                        {
                                    return RES_OK;
                        }
                        else                   /* 多个sector的写操作 */
                        {
                                    return RES_OK;
                        }

                     default:return RES_ERROR;
            }
      }

只看该作者 · 2018-9-20 12:42

FATFS磁盘控制函数：

DRESULT disk_ioctl (
            BYTE drv,             /* Physical drive nmuber (0..) */
            BYTE ctrl,             /* Control code */
            void *buff             /* Buffer to send/receive control data */
      )
      {
            if (drv==0)
            {
                     switch (ctrl)
                     {
                              case CTRL_SYNC :
                                    return RES_OK;
                              case GET_SECTOR_COUNT :
                              return RES_OK;
                              case GET_BLOCK_SIZE :
                              return RES_OK;
                              case CTRL_POWER :
                                    break;
                              case CTRL_LOCK :
                                    break;
                              case CTRL_EJECT :
                                    break;
                     /* MMC/SDC command */
                              case MMC_GET_TYPE :
                                    break;
                              case MMC_GET_CSD :
                                    break;
                              case MMC_GET_CID :
                                    break;
                              case MMC_GET_OCR :
                                    break;
                              case MMC_GET_SDSTAT :
                                    break;
                     }
         }else if(drv==1){
                     switch (ctrl)
                     {
                              case CTRL_SYNC :
                                    return RES_OK;
                              case GET_SECTOR_COUNT :
                              return RES_OK;
                              case GET_SECTOR_SIZE :
                                    return RES_OK;
                              case GET_BLOCK_SIZE :
                              return RES_OK;
                              case CTRL_POWER :
                                    break;
                              case CTRL_LOCK :
                                    break;
                              case CTRL_EJECT :
                                    break;
                     /* MMC/SDC command */
                              case MMC_GET_TYPE :
                                    break;
                              case MMC_GET_CSD :
                                    break;
                              case MMC_GET_CID :
                                    break;
                              case MMC_GET_OCR :
                                    break;
                              case MMC_GET_SDSTAT :
                                    break;
                     }
            }
            else{
                     return RES_PARERR;
            }
            return RES_PARERR;
      }

只看该作者 · 2018-9-20 12:44

4、实现disk_initialize()函数
      该函数在挂载文件系统的时候会被调用，主要是实现读写SD卡前对SD卡进行初始化，根据SD卡的传输协议，我们按照如下步骤初始化SD卡：
      a、判断SD卡是否插入，可以通过检查SD卡卡座的CD脚电平进行判断，一般插入卡后该引脚会变成低电平。
      b、稍微延时一段时间后发送至少74个时钟给SD卡。
      c、发送CMD0命令给SD卡，直到SD卡返回0x01为止，这里可以循环多次发送。
            程序如下：

  /* Start send CMD0 till return 0x01 means in IDLE state */
            for(retry=0; retry<0xFFF; retry++)
            {
                     r1 = MSD0_send_command(CMD0, 0, 0x95);
                     if(r1 == 0x01)
                     {
                              retry = 0;
                              break;
                     }
            }

只看该作者 · 2018-9-20 12:45

//读文件测试
      printf("read file test......\n\r");
      res = f_open(&fsrc, "0:/test.txt", FA_OPEN_EXISTING | FA_READ);
      if(res != FR_OK){
            printf("open file error : %d\n\r",res);
      }else{
            res = f_read(&fsrc, buffer, sizeof(textFileBuffer), &br);    /* Read a chunk of src file */
            if(res==FR_OK){
                     printf("read data num : %d\n\r",br);
                     printf("%s\n\r",buffer);
            }else{
                     printf("read file error : %d\n\r",res);
            }
            /*close file */
            f_close(&fsrc);
      }

只看该作者 · 2018-9-20 12:46

实现disk_initialize()函数
      该函数在挂载文件系统的时候会被调用，主要是实现读写SD卡前对SD卡进行初始化，根据SD卡的传输协议，我们按照如下步骤初始化SD卡：
      a、判断SD卡是否插入，可以通过检查SD卡卡座的CD脚电平进行判断，一般插入卡后该引脚会变成低电平。
      b、稍微延时一段时间后发送至少74个时钟给SD卡。
      c、发送CMD0命令给SD卡，直到SD卡返回0x01为止，这里可以循环多次发送。
            程序如下：

  /* Start send CMD0 till return 0x01 means in IDLE state */
            for(retry=0; retry<0xFFF; retry++)
            {
                     r1 = MSD0_send_command(CMD0, 0, 0x95);
                     if(r1 == 0x01)
                     {
                              retry = 0;
                              break;
                     }
            }

只看该作者 · 2018-9-20 12:46

发送CMD8获取卡的类型，不同类型的卡其初始化方式有所不同。
      e、根据卡的类型对卡进行初始化。具体初始化方式可以参考附件程序。
      注：在初始化SD卡之前应该初始化SPI接口和相关的管脚。
      实现后的程序如下：

DSTATUS disk_initialize (
            BYTE drv                               /* Physical drive nmuber (0..) */
      )
      {
            int Status;
            switch (drv)
            {
                     case 0 :
                              Status = MSD0_Init();
                              if(Status==0){
                                    return RES_OK;
                              }else{
                                    return STA_NOINIT;
                              }
                     case 1 :
                              return RES_OK;
                     case 2 :
                              return RES_OK;
                     case 3 :
                              return RES_OK;
                     default:
                              return STA_NOINIT;
            }
      }

只看该作者 · 2018-9-20 12:49

实现disk_write()函数
      该函数主要实现对SD卡进行写数据操作，和读数据操作一样也分单块写和多块写，建议实现多块写的方式，这样可以提高写数据速度。
      实现后的程序如下：

DRESULT disk_write (
            BYTE drv,                      /* Physical drive nmuber (0..) */
            const BYTE *buff,             /* Data to be written */
            DWORD sector,             /* Sector address (LBA) */
            BYTE count                      /* Number of sectors to write (1..255) */
      )
      {
            int Status;
            if( !count )
            {
                     return RES_PARERR;  /* count不能等于0，否则返回参数错误 */
            }
            switch (drv)
            {
                     case 0:
                        if(count==1)          /* 1个sector的写操作 */
                        {
                                    Status = MSD0_WriteSingleBlock( sector , (uint8_t *)(&buff[0]) );
                                    if(Status == 0){
                                             return RES_OK;
                                    }else{
                                             return RES_ERROR;
                                    }
                        }
                        else                   /* 多个sector的写操作 */
                        {
                                    Status = MSD0_WriteMultiBlock( sector , (uint8_t *)(&buff[0]) , count );
                                    if(Status == 0){
                                             return RES_OK;
                                    }else{
                                             return RES_ERROR;
                                    }
                        }
                     case 1:
                        if(count==1)          /* 1个sector的写操作 */
                        {
                                    return RES_OK;
                        }
                        else                   /* 多个sector的写操作 */
                        {
                                    return RES_OK;
                        }

                     default:return RES_ERROR;
            }
      }

只看该作者 · 2018-9-20 12:50

实现disk_ioctl()函数
      该函数在磁盘格式化、获取文件系统信息等操作时会被调用。
      实现后的程序如下：

DRESULT disk_ioctl (
            BYTE drv,             /* Physical drive nmuber (0..) */
            BYTE ctrl,             /* Control code */
            void *buff             /* Buffer to send/receive control data */
      )
      {
            if (drv==0)
            {
                     MSD0_GetCardInfo(&SD0_CardInfo);
                     switch (ctrl)
                     {
                              case CTRL_SYNC :
                                    return RES_OK;
                              case GET_SECTOR_COUNT :
                                    *(DWORD*)buff = SD0_CardInfo.Capacity/SD0_CardInfo.BlockSize;
                              return RES_OK;
                              case GET_BLOCK_SIZE :
                                    *(WORD*)buff = SD0_CardInfo.BlockSize;
                              return RES_OK;
                              case CTRL_POWER :
                                    break;
                              case CTRL_LOCK :
                                    break;
                              case CTRL_EJECT :
                                    break;
                     /* MMC/SDC command */
                              case MMC_GET_TYPE :
                                    break;
                              case MMC_GET_CSD :
                                    break;
                              case MMC_GET_CID :
                                    break;
                              case MMC_GET_OCR :
                                    break;
                              case MMC_GET_SDSTAT :
                                    break;
                     }
         }else if(drv==1){
                     switch (ctrl)
                     {
                              case CTRL_SYNC :
                                    return RES_OK;
                              case GET_SECTOR_COUNT :
                              return RES_OK;
                              case GET_SECTOR_SIZE :
                                    return RES_OK;
                              case GET_BLOCK_SIZE :
                              return RES_OK;
                              case CTRL_POWER :
                                    break;
                              case CTRL_LOCK :
                                    break;
                              case CTRL_EJECT :
                                    break;
                     /* MMC/SDC command */
                              case MMC_GET_TYPE :
                                    break;
                              case MMC_GET_CSD :
                                    break;
                              case MMC_GET_CID :
                                    break;
                              case MMC_GET_OCR :
                                    break;
                              case MMC_GET_SDSTAT :
                                    break;
                     }
            }
            else{
                     return RES_PARERR;
            }
            return RES_PARERR;
      }

只看该作者 · 2018-9-20 12:50

//读文件测试
      printf("read file test......\n\r");
      res = f_open(&fsrc, "0:/test.txt", FA_OPEN_EXISTING | FA_READ);
      if(res != FR_OK){
            printf("open file error : %d\n\r",res);
      }else{
            res = f_read(&fsrc, buffer, sizeof(textFileBuffer), &br);    /* Read a chunk of src file */
            if(res==FR_OK){
                     printf("read data num : %d\n\r",br);
                     printf("%s\n\r",buffer);
            }else{
                     printf("read file error : %d\n\r",res);
            }
            /*close file */
            f_close(&fsrc);
      }

只看该作者 · 2018-9-20 12:50

只看该作者 · 2018-9-20 12:51

中文长文件名支持
1、要支持长文件名需要在ffconf.h文件中修改两个宏定义。如下为我们修改后的宏定义。
#define _CODE_PAGE 936
#define _USE_LFN 1 /* 0 to 3 */
2、添加支持中文编码的文件
重新编译会发现有如图3的错误。原因是要支持中文文件名需要包含另外一个文件cc936.c，该文件在FATFS文件系统源码的.\src\option目录下，将它添加到工程文件目录FATFS中。如图4是我们添加文件后的工程文件结构，再次编译就通过了。如图5所示。我们发现增加这个文件后代码量增加了很多，主要原因是这个文件是我们支持中文所需要的中文编码文件。

只看该作者 · 2018-9-20 12:51