如何制作一个读取U盘文件系统的工程（转）

1万 · 2019-6-17 11:55

1 前言

本文介绍基于CubeMx如何创建一个读取U盘的工程,并通过FAT32文件系统创建和读取文件。

1万 · 2019-6-17 11:55

2 创建工程

读取U盘的程序在实际项目中经常会用到，这里我们基于STM3240G-EVAL评估板来示例如何创建一个读取U盘的程序。

在这个示例中，我们将通过一个按键来触发文件的读写。

1万 · 2019-6-17 11:55

2.1 硬件介绍

在正式创建工程之前，我们首先非常必要了解STM3240G-EVAL评估板相关的电路设计。
STM3240G-EVAL使用25M外部HSE，USB相关电路如下：

如上图所示，MCU通过PH5管脚来控制外部U盘的VBUS，低电平为使能。

1万 · 2019-6-17 11:56

按键相关电路如下：

1万 · 2019-6-17 11:56

2.2 创建CubeMx工程
STM3240G-EVAL评估板使用的是STM32F407IGH6，因此创建对应的CubeMx工程，在pingout页面中使能USB_OTG_FS外设，并设置为Host_Only：

并见PH5设置为GPIO_Output模式，用作使能VBUS。同时将PH15设置为外部中断，检测下降沿。

1万 · 2019-6-17 11:57

时钟树方面外部25M HSE，主频设置为168M，USB时钟48M，如下所示：

1万 · 2019-6-17 11:57

在配置方面，HAL层GPIO基本没有什么特殊，记得外部中断使用检测下降沿，这个是使用在按键中：

1万 · 2019-6-17 11:57

在NVIC中，一定要将USB的中断优先级高于按键中断，否则U盘不能正常读取。这里USB中断优先级设置为1，而外部中断15设置为5，如下图所示：

1万 · 2019-6-17 11:57

同时为USB选上MSC类，且勾上使用USB disk FAT文件系统：

1万 · 2019-6-17 11:58

中间件配置方面，其实可以使用默认，不过我们还是修改部分参数。
在文件系统配置方面：

1万 · 2019-6-17 11:58

我们只是简单地将其配置成支持中文，并支持长文件名。
最后，将栈和堆的空间大小都设置为2K：

OK，接下来就可以生成工程了。

1万 · 2019-6-17 11:58

2.3 代码修改

在生成的代码中，首先我们对main函数进行修改，在main函数中我们需要做的工作主要有以下几件：

完成系统初始化
使能VBUS
当检测到插入U盘时挂载文件系统
当检测到U盘拔出时，卸载文件系统

1万 · 2019-6-17 11:59

于是main函数如下所示：
int main(void)
{

  /* USER CODE BEGIN 1 */
static ApplicationTypeDef pre_state = APPLICATION_IDLE;
FATFS fs;
  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration----------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_FATFS_Init();
  MX_USB_HOST_Init();

  /* USER CODE BEGIN 2 */
HAL_GPIO_WritePin(GPIOH, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET);//enable usb VBUS
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
  /* USER CODE END WHILE */
MX_USB_HOST_Process();

  /* USER CODE BEGIN 3 */
if (pre_state != Appli_state)
{
      switch(Appli_state)
      {
         case APPLICATION_DISCONNECT: //USB flash disk remove
            /* Register the file system object to the FatFs module */
            if(f_mount(NULL, "", 0) != FR_OK)
            {
                  USBH_UsrLog("ERROR : Cannot exit FatFs! \n");
            }
            break;
         case APPLICATION_READY: //USB flash disk plugin
            /* Open or create a log file and ready to append */
            if(f_mount(&fs, "", 0) != FR_OK)
            {
                  break;
            }
            break;
         default:
            break;
         }
      }
      pre_state = Appli_state;
  }
  /* USER CODE END 3 */

}

如上代码，程序通过拉低PH5管脚来使能VBUS。使用使用一个静态的局部变量pre_state来记录之前的U盘拔插状态，用以跟踪U盘的连接状态，当U盘插入时，立即挂载文件系统。当检测到U盘拔出时则卸载文件系统。

1万 · 2019-6-17 11:59

接下来看按键中断处理，这里，我们在按键中断中分别做3次测试，写文件测试，和文件扫描测试 :

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
static uint8_t step =0;
if(USBH_MSC_IsReady(&hUsbHostFS))
{
      switch(step ++)
      {
      case 0:
         writefile_test(); //写文件测试
         break;
      case 1:
         readfile_test(); //读文件测试
         break;
      case 2:
         Explore_Disk("0:/", 1); //文件扫描测试
         break;
      default:
         break;
      }
      if(step >2)
      {
         step =0;
      }
}
else
{
      USBH_UsrLog("USB Device is not ready.\n");
}
}

1万 · 2019-6-17 11:59

文件扫面测试，写问津测试，读文件测试：

FRESULT Explore_Disk(char *path, uint8_t recu_level)
{
  FRESULT res = FR_OK;
  FILINFO fno;
  DIR dir;
  char *fn;
  char tmp[14];
  uint8_t line_idx = 0;

#if _USE_LFN
  static char lfn[_MAX_LFN + 1]; /* Buffer to store the LFN */
  fno.lfname = lfn;
  fno.lfsize = sizeof lfn;
#endif

  res = f_opendir(&dir, path);
  if(res == FR_OK)
  {
while(USBH_MSC_IsReady(&hUsbHostFS))
{
   res = f_readdir(&dir, &fno);
   if(res != FR_OK || fno.fname[0] == 0)
   {
      break;
   }
   if(fno.fname[0] == '.')
   {
      continue;
   }

#if _USE_LFN
   fn = *fno.lfname ? fno.lfname : fno.fname;
#else
   fn = fno.fname;
#endif
   strcpy(tmp, fn);

   line_idx++;
   if(line_idx > 9)
   {
      line_idx = 0;
   }

   if(recu_level == 1)
   {
      USBH_UsrLog(" |__");
   }
   else if(recu_level == 2)
   {
      USBH_UsrLog(" | |__");
   }
   if((fno.fattrib & AM_MASK) == AM_DIR)
   {
      strcat(tmp, "\n");
      USBH_UsrLog((void *)tmp);
      Explore_Disk(fn, 2);
   }
   else
   {
      strcat(tmp, "\n");
      USBH_UsrLog((void *)tmp);
   }

   if(((fno.fattrib & AM_MASK) == AM_DIR)&&(recu_level == 2))
   {
      Explore_Disk(fn, 2);
   }
}
f_closedir(&dir);
  }
  return res;
}

1万 · 2019-6-17 12:00

void writefile_test(void)
{
FIL fil;
FRESULT fr;

/* Opens an existing file. If not exist, creates a new file. */
fr = f_open(&fil, "0:/mytest.txt", FA_READ | FA_WRITE | FA_CREATE_ALWAYS);
if (fr != FR_OK)
{
return;
}
f_printf(&fil, "%s\n", "[USB]write txt OK!0123456789");

/* Close the file */
f_close(&fil);
}

1万 · 2019-6-17 12:00

void readfile_test(void)
{
FIL fil;
FRESULT fr;
uint8_t buff[20];
UINT off = 0;

/* Opens an existing file. If not exist, creates a new file. */
fr = f_open(&fil, "0:/mytest.txt", FA_READ);
if (fr != FR_OK)
{
return;
}

f_read(&fil, buff, 16, &off);
buff[16] = 0;

/* Close the file */
f_close(&fil);
}
最后将U盘去下来插入到windows查看，可以正常考到测试文件mytest.txt文件，这证明结果是OK的。

1万 · 2019-6-17 12:00

3 结论

按键的中断EXIT15的优先级一定不能过于USB的中断优先级，否则代码运行到操作文件的时候回卡死！
通过CubeMx工具将一个比较复杂的读取文件系统工程大大简化的。

只看该作者 · 2019-9-18 11:11

请教楼主，怎么读取U盘的剩余容量？

如何制作一个读取U盘文件系统的工程（转）

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