（经验分享）STM32H7的SDMMC总线应用之SD卡移植FatFs文件系统

只看该作者 · 2021-12-21 16:44

88.2 SD卡硬件接口设计
STM32H7驱动SD卡设计如下：

关于这个原理图，要了解到以下几个知识：

大家自己设计推荐也接上拉电阻。
这里采用SDMMC的4线方式。
88.3 SD卡基础知识
这里将SD卡相关的基础知识为大家做个普及。

88.3.1 SD卡分类
根据不同容量做的区分，主要包括Full SD，miniSD和microSD。

88.3.2 SD卡容量及其使用的文件系统
容量小于2GB（SD卡）使用FAT12或者FAT16，容量在2GB和32GB之间（SDHC卡）使用FAT32，容量大于32GB小于2TB（SDXC卡）使用exFAT。

只看该作者 · 2021-12-21 16:47

88.3.3 SD卡总线速度和速度等级
SD卡速度：

SD卡速度等级：

88.4 各种存储卡区别
市面上的卡种类非常多，容易把人搞糊涂，这里将这些卡种类为大家做个区分：

88.4.1 SD卡，miniSD卡，TF卡，MircoSD卡
TF卡是MicroSD卡的另一种叫法，无需做区分。SD卡，miniSD卡，MircoSD卡其实是一种卡，区别是引脚使用上。

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只看该作者 · 2021-12-21 16:49

88.4.2 SDIO卡
SDIO卡就是使用SDIO外设来接SD卡。

而为什么叫SDIO，根据wiki百科说明，其实就是SD卡接口规范的扩展，带了输入输出功能，这个接口不仅可以接SD卡，还可以接其它外设，如条形码读卡器，WiFi，蓝牙，调制解调器等。

对于STM32的SDIO来说，他就是指STM32的一个外设接口，不仅能够来接SD卡，还可以接其它外设。

88.4.3 MMC卡，eMMC
截止2018年，市场上已经没有设备内置MMC卡槽，但eMMC得到了广泛应用。

88.4.4 CF卡
CF卡是早期最成功的存储卡格式之一，像MMC/SD卡都是后来才推出的。CF卡仍然很受欢迎卡之一，并得到许多专业设备和高端消费类设备的支持。截至2017年，佳能和尼康都将CompactFlash用于其旗舰数码相机。佳能还选择了CompactFlash作为其专业高清无带摄像机的记录介质。

基础规格：

实际效果：

只看该作者 · 2021-12-21 16:51

88.4.5 总体区别

88.5 关于SD卡内部是否自带擦写均衡

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88.6 FatFs文件系统简介
FatFs是用于小型嵌入式系统的通用FAT / exFAT文件系统模块。FatFs是按照ANSI C（C89）编写的并且与磁盘I / O层完全分开。因此，它独立于平台。它可以并入资源有限的小型MCU中，例如8051，PIC，AVR，ARM，Z80，RX等。此处还提供了适用于小型MCU的Petit FatFs模块。

特征：
  DOS / Windows兼容的FAT / exFAT文件系统。
  平台无关，容易移植。
  程序代码和工作区的占用空间非常小。
  支持以下各种配置选项：
  ANSI / OEM或Unicode中的长文件名。
  exFAT文件系统，64位LBA和GPT可存储大量数据。
  RTOS的线程安全。
  多个卷（物理驱动器和分区）。
  可变扇区大小。
多个代码页，包括DBCS。
  只读，可选API，I / O缓冲区等

88.4.5 总体区别

88.5 关于SD卡内部是否自带擦写均衡

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88.6 FatFs文件系统简介
FatFs是用于小型嵌入式系统的通用FAT / exFAT文件系统模块。FatFs是按照ANSI C（C89）编写的并且与磁盘I / O层完全分开。因此，它独立于平台。它可以并入资源有限的小型MCU中，例如8051，PIC，AVR，ARM，Z80，RX等。此处还提供了适用于小型MCU的Petit FatFs模块。

特征：
  DOS / Windows兼容的FAT / exFAT文件系统。
  平台无关，容易移植。
  程序代码和工作区的占用空间非常小。
  支持以下各种配置选项：
  ANSI / OEM或Unicode中的长文件名。
  exFAT文件系统，64位LBA和GPT可存储大量数据。
  RTOS的线程安全。
  多个卷（物理驱动器和分区）。
  可变扇区大小。
多个代码页，包括DBCS。
  只读，可选API，I / O缓冲区等

只看该作者 · 2021-12-21 16:52

88.7 FatFs移植步骤
这里将FatFs的移植步骤为大家做个说明。

FatFs各个文件的依赖关系：

驱动一个磁盘或者多个磁盘的框图：

88.7.1 第1步，了解整体设计框架
为了方便大家移植，需要大家先对移植好的工程有个整体认识：

88.7.2 第2步，添加FatFs和SDMMC驱动到工程
本教程前面章节配套的例子都可以作为模板使用，在模板的基础上需要添加FatFs文件，SDMMC驱动文件和SD卡驱动文件，大家可以直接从本章教程提供的例子里面复制。

  SD卡驱动文件bsp_sdio_sd.c和bsp_sdio_sd.h添加到自己的工程里面，路径不限。
配套例子是放在\User\bsp\src和\User\bsp\inc文件。

  SDMMMC驱动文件stm32h7xx_hal_sd.c和stm32h7xx_ll_sdmmc.c
这个是STM32H7的HAL库自带的。

  FatFs相关源文件。
大家可以将所有相关文件都复制到自己的工程里面，配套例子是放在\Libraries\FatFs。

88.7.3 第3步，添加工程路径
当前需要添加的两个FatFs路径，大家根据自己添加的源文件位置，添加相关路径即可：

只看该作者 · 2021-12-21 16:53

88.7.4 第4步，配置GPIO和时钟
根据大家使用SDMMC1或者SDMMC2配置相应时钟和GPIO，当前V7板子是用的SDMMC1:

__weak void BSP_SD_MspInit(SD_HandleTypeDef *hsd, void *Params)
{
GPIO_InitTypeDef gpio_init_structure;
/* Enable SDIO clock */
__HAL_RCC_SDMMC1_CLK_ENABLE();
/* Enable GPIOs clock */
__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
gpio_init_structure.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
gpio_init_structure.Pull = GPIO_NOPULL;
gpio_init_structure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
/* D0(PC8), D1(PC9), D2(PC10), D3(PC11), CK(PC12), CMD(PD2) */
/* Common GPIO configuration */
gpio_init_structure.Alternate = GPIO_AF12_SDIO1;
/* GPIOC configuration */
gpio_init_structure.Pin = GPIO_PIN_8 | GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10 | GPIO_PIN_11 | GPIO_PIN_12;
HAL_GPIO_Init(GPIOC, &gpio_init_structure);
/* GPIOD configuration */
gpio_init_structure.Pin = GPIO_PIN_2;
HAL_GPIO_Init(GPIOD, &gpio_init_structure);
__HAL_RCC_SDMMC1_FORCE_RESET();
__HAL_RCC_SDMMC1_RELEASE_RESET();
/* NVIC configuration for SDIO interrupts */
HAL_NVIC_SetPriority(SDMMC1_IRQn, 5, 0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(SDMMC1_IRQn);
}

复制代码

88.7.5 第5步，MPU配置
为了方便大家移植测试，我们这里直接关闭AXI SRAM的读Cache和写Cache（这样就跟使用STM32F1或者STM32F4系列里面的SRAM一样）。此配置是在bsp.c文件的MPU_Config函数里面实现：

/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: MPU_Config
* 功能说明: 配置MPU
* 形参: 无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void MPU_Config( void )
{
MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;
/* 禁止 MPU */
HAL_MPU_Disable();
#if 0
/* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate，Write allocate */
MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000;
MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB;
MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0;
MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1;
MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
#else
/* 当前是采用下面的配置 */
/* 配置AXI SRAM的MPU属性为NORMAL, NO Read allocate，NO Write allocate */
MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000;
MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB;
MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_NOT_BUFFERABLE;
MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;
MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0;
MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1;
MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
#endif
/* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */
MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x60000000;
MPU_InitStruct.Size = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;
MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;
MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER1;
MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0;
MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
/*使能 MPU */
HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
}

复制代码

88.7.6 第6步，FatFs的配置文件ffconf.h设置
移植阶段，这个里面的配置可以不用动，无需任何修改。需要注意的是我们这里开启了长文件名支持，对应的宏定义：

#define _USE_LFN 3

复制代码

88.7.7 第7步，添加应用代码
这里将FatFs大部分操作函数都做了应用，专门整理到了文件demo_sd_fatfs.c。通过串口命令进行操作，大家可以直接将这个文件添加到自己的工程里面。

另外注意，如果自己的工程里面没有移植我们其它的驱动，可以直接调用FatFs的测试函数，比如浏览SD根目录文件，可以直接调用函数ViewRootDir。

88.8 FatFs应用代码测试
这里将FatFs大部分函数都做了测试。注意，所有用到的函数在FatFs官网都有详细说明。

88.8.1 注册SD卡驱动
注册SD卡功能是ST简单封装的一个函数，方便用户实现FatFs驱动多个磁盘。

代码如下：

char DiskPath[4]; /* SD卡逻辑驱动路径，比盘符0，就是"0:/" */
/* 注册SD卡驱动 */
FATFS_LinkDriver(&SD_Driver, DiskPath);

复制代码

88.8.2 SD卡文件浏览
SD卡根目录的文件浏览代码实现如下：

/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: ViewRootDir
* 功能说明: 显示SD卡根目录下的文件名
* 形参：无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
extern SD_HandleTypeDef uSdHandle;
static void ViewRootDir(void)
{
FRESULT result;
uint32_t cnt = 0;
FILINFO fno;
/* 挂载文件系统 */
result = f_mount(&fs, DiskPath, 0); /* Mount a logical drive */
if (result != FR_OK)
{
printf("挂载文件系统失败 (%s)\r\n", FR_Table[result]);
}
/* 打开根文件夹 */
result = f_opendir(&DirInf, DiskPath); /* 如果不带参数，则从当前目录开始 */
if (result != FR_OK)
{
printf("打开根目录失败 (%s)\r\n", FR_Table[result]);
return;
}
printf("属性 | 文件大小 | 短文件名 | 长文件名\r\n");
for (cnt = 0; ;cnt++)
{
result = f_readdir(&DirInf, &FileInf); /* 读取目录项，索引会自动下移 */
if (result != FR_OK || FileInf.fname[0] == 0)
{
break;
}
if (FileInf.fname[0] == '.')
{
continue;
}
/* 判断是文件还是子目录 */
if (FileInf.fattrib & AM_DIR)
{
printf("(0x%02d)目录 ", FileInf.fattrib);
}
else
{
printf("(0x%02d)文件 ", FileInf.fattrib);
}
f_stat(FileInf.fname, &fno);
/* 打印文件大小, 最大4G */
printf(" %10d", (int)fno.fsize);
printf(" %s\r\n", (char *)FileInf.fname); /* 长文件名 */
}
/* 打印卡速度信息 */
if(uSdHandle.SdCard.CardSpeed == CARD_NORMAL_SPEED)
{
printf("Normal Speed Card <12.5MB/S, MAX Clock < 25MHz, Spec Version 1.01\r\n");
}
else if (uSdHandle.SdCard.CardSpeed == CARD_HIGH_SPEED)
{
printf("High Speed Card <25MB/s, MAX Clock < 50MHz, Spec Version 2.00\r\n");
}
else if (uSdHandle.SdCard.CardSpeed == CARD_ULTRA_HIGH_SPEED)
{
printf("UHS-I SD Card <50MB/S for SDR50, DDR50 Cards, MAX Clock < 50MHz OR 100MHz\r\n");
printf("UHS-I SD Card <104MB/S for SDR104, MAX Clock < 108MHz, Spec version 3.01\r\n");
}
/* 卸载文件系统 */
f_mount(NULL, DiskPath, 0);
}

复制代码

f_mount可以上电后仅调用一次，我们这里是为了测试方式，使用前挂载，使用完毕后卸载。
代码里面加入了SD卡速度信息打印功能，方便大家了解自己的卡类型。通过查询全局结构体变量uSdHandle来实现。
文件浏览通过函数f_readdir实现。

88.8.3 SD卡创建txt文件并写入数据
代码实现如下：

/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: CreateNewFile
* 功能说明: 在SD卡创建一个新文件，文件内容填写“<a target="_blank">www.armfly.com</a>”
* 形参：无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void CreateNewFile(void)
{
FRESULT result;
uint32_t bw;
char path[32];
/* 挂载文件系统 */
result = f_mount(&fs, DiskPath, 0); /* Mount a logical drive */
if (result != FR_OK)
{
printf("挂载文件系统失败 (%s)\r\n", FR_Table[result]);
}
/* 打开文件 */
sprintf(path, "%sarmfly.txt", DiskPath);
result = f_open(&file, path, FA_CREATE_ALWAYS | FA_WRITE);
if (result == FR_OK)
{
printf("armfly.txt 文件打开成功\r\n");
}
else
{
printf("armfly.txt 文件打开失败 (%s)\r\n", FR_Table[result]);
}
/* 写一串数据 */
result = f_write(&file, FsWriteBuf, strlen(FsWriteBuf), &bw);
if (result == FR_OK)
{
printf("armfly.txt 文件写入成功\r\n");
}
else
{
printf("armfly.txt 文件写入失败 (%s)\r\n", FR_Table[result]);
}
/* 关闭文件*/
f_close(&file);
/* 卸载文件系统 */
f_mount(NULL, DiskPath, 0);
}

复制代码

  f_mount可以上电后仅调用一次，我们这里是为了测试方式，使用前挂载，使用完毕后卸载。
  函数f_open用来创建并打开文件。
  函数f_write用来写入数据。
  函数f_close用来关闭文件，注意调用完函数f_write后，内容还没有实际写入到SD卡中，调用了f_close后，数据才真正的写入到SD卡。当然也可以调用函数f_sync，内容也会实际的写入。

88.8.4 SD卡文件读取
代码实现如下：

/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: ReadFileData
* 功能说明: 读取文件armfly.txt前128个字符，并打印到串口
* 形参：无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void ReadFileData(void)
{
FRESULT result;
uint32_t bw;
char path[64];
/* 挂载文件系统 */
result = f_mount(&fs, DiskPath, 0); /* Mount a logical drive */
if (result != FR_OK)
{
printf("挂载文件系统失败 (%s)\r\n", FR_Table[result]);
}
/* 打开文件 */
sprintf(path, "%sarmfly.txt", DiskPath);
result = f_open(&file, path, FA_OPEN_EXISTING | FA_READ);
if (result != FR_OK)
{
printf("Don't Find File : armfly.txt\r\n");
return;
}
/* 读取文件 */
result = f_read(&file, FsReadBuf, sizeof(FsReadBuf), &bw);
if (bw > 0)
{
FsReadBuf[bw] = 0;
printf("\r\narmfly.txt 文件内容 : \r\n%s\r\n", FsReadBuf);
}
else
{
printf("\r\narmfly.txt 文件内容 : \r\n");
}
/* 关闭文件*/
f_close(&file);
/* 卸载文件系统 */
f_mount(NULL, DiskPath, 0);
}

复制代码

f_mount可以上电后仅调用一次，我们这里是为了测试方式，使用前挂载，使用完毕后卸载。
  函数f_open用来打开文件。
  函数f_read用来读取文件中的内容。
  函数f_close用来关闭打开的文件。

88.8.5 SD卡创建文件夹
代码实现如下：

/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: CreateDir
* 功能说明: 在SD卡根目录创建Dir1和Dir2目录，在Dir1目录下创建子目录Dir1_1
* 形参：无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void CreateDir(void)
{
FRESULT result;
char path[64];
/* 挂载文件系统 */
result = f_mount(&fs, DiskPath, 0); /* Mount a logical drive */
if (result != FR_OK)
{
printf("挂载文件系统失败 (%s)\r\n", FR_Table[result]);
}
/* 创建目录/Dir1 */
sprintf(path, "%sDir1", DiskPath);
result = f_mkdir(path);
if (result == FR_OK)
{
printf("f_mkdir Dir1 Ok\r\n");
}
else if (result == FR_EXIST)
{
printf("Dir1 目录已经存在(%d)\r\n", result);
}
else
{
printf("f_mkdir Dir1 失败 (%s)\r\n", FR_Table[result]);
return;
}
/* 创建目录/Dir2 */
sprintf(path, "%sDir2", DiskPath);
result = f_mkdir(path);
if (result == FR_OK)
{
printf("f_mkdir Dir2 Ok\r\n");
}
else if (result == FR_EXIST)
{
printf("Dir2 目录已经存在(%d)\r\n", result);
}
else
{
printf("f_mkdir Dir2 失败 (%s)\r\n", FR_Table[result]);
return;
}
/* 创建子目录 /Dir1/Dir1_1 注意：创建子目录Dir1_1时，必须先创建好Dir1 */
sprintf(path, "%sDir1/Dir1_1", DiskPath);
result = f_mkdir(path); /* */
if (result == FR_OK)
{
printf("f_mkdir Dir1_1 成功\r\n");
}
else if (result == FR_EXIST)
{
printf("Dir1_1 目录已经存在 (%d)\r\n", result);
}
else
{
printf("f_mkdir Dir1_1 失败 (%s)\r\n", FR_Table[result]);
return;
}
/* 卸载文件系统 */
f_mount(NULL, DiskPath, 0);
}

复制代码

f_mount可以上电后仅调用一次，我们这里是为了测试方式，使用前挂载，使用完毕后卸载。
创建目录通过函数f_mkdir。

88.8.6 SD卡文件和文件夹删除
代码实现如下：

/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: DeleteDirFile
* 功能说明: 删除SD卡根目录下的 armfly.txt 文件和 Dir1，Dir2 目录
* 形参：无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void DeleteDirFile(void)
{
FRESULT result;
uint8_t i;
char path[64];
/* 挂载文件系统 */
result = f_mount(&fs, DiskPath, 0); /* Mount a logical drive */
if (result != FR_OK)
{
printf("挂载文件系统失败 (%s)\r\n", FR_Table[result]);
}
/* 删除目录/Dir1 【因为还存在目录非空（存在子目录)，所以这次删除会失败】*/
sprintf(path, "%sDir1", DiskPath);
result = f_unlink(path);
if (result == FR_OK)
{
printf("删除目录Dir1成功\r\n");
}
else if (result == FR_NO_FILE)
{
printf("没有发现文件或目录 :%s\r\n", "/Dir1");
}
else
{
printf("删除Dir1失败(错误代码 = %d) 文件只读或目录非空\r\n", result);
}
/* 先删除目录/Dir1/Dir1_1 */
sprintf(path, "%sDir1/Dir1_1", DiskPath);
result = f_unlink(path);
if (result == FR_OK)
{
printf("删除子目录/Dir1/Dir1_1成功\r\n");
}
else if ((result == FR_NO_FILE) || (result == FR_NO_PATH))
{
printf("没有发现文件或目录 :%s\r\n", "/Dir1/Dir1_1");
}
else
{
printf("删除子目录/Dir1/Dir1_1失败(错误代码 = %d) 文件只读或目录非空\r\n", result);
}
/* 先删除目录/Dir1 */
sprintf(path, "%sDir1", DiskPath);
result = f_unlink(path);
if (result == FR_OK)
{
printf("删除目录Dir1成功\r\n");
}
else if (result == FR_NO_FILE)
{
printf("没有发现文件或目录 :%s\r\n", "/Dir1");
}
else
{
printf("删除Dir1失败(错误代码 = %d) 文件只读或目录非空\r\n", result);
}
/* 删除目录/Dir2 */
sprintf(path, "%sDir2", DiskPath);
result = f_unlink(path);
if (result == FR_OK)
{
printf("删除目录 Dir2 成功\r\n");
}
else if (result == FR_NO_FILE)
{
printf("没有发现文件或目录 :%s\r\n", "/Dir2");
}
else
{
printf("删除Dir2 失败(错误代码 = %d) 文件只读或目录非空\r\n", result);
}
/* 删除文件 armfly.txt */
sprintf(path, "%sarmfly.txt", DiskPath);
result = f_unlink(path);
if (result == FR_OK)
{
printf("删除文件 armfly.txt 成功\r\n");
}
else if (result == FR_NO_FILE)
{
printf("没有发现文件或目录 :%s\r\n", "armfly.txt");
}
else
{
printf("删除armfly.txt失败(错误代码 = %d) 文件只读或目录非空\r\n", result);
}
/* 删除文件 speed1.txt */
for (i = 0; i < 20; i++)
{
sprintf(path, "%sSpeed%02d.txt", DiskPath, i);/* 每写1次，序号递增 */
result = f_unlink(path);
if (result == FR_OK)
{
printf("删除文件%s成功\r\n", path);
}
else if (result == FR_NO_FILE)
{
printf("没有发现文件:%s\r\n", path);
}
else
{
printf("删除%s文件失败(错误代码 = %d) 文件只读或目录非空\r\n", path, result);
}
}
/* 卸载文件系统 */
f_mount(NULL, DiskPath, 0);
}

复制代码

f_mount可以上电后仅调用一次，我们这里是为了测试方式，使用前挂载，使用完毕后卸载。
文件夹和文件的删除都是通过函数f_unlink实现，这里注意一点，删除文件夹时，只有文件夹中的内容为空时，才可以删除文件夹。

88.8.7 SD卡读写速度测试
代码实现如下，主要是方便大家测试SD卡的读写性能。

/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: WriteFileTest
* 功能说明: 测试文件读写速度
* 形参：无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void WriteFileTest(void)
{
FRESULT result;
char path[64];
uint32_t bw;
uint32_t i,k;
uint32_t runtime1,runtime2,timelen;
uint8_t err = 0;
static uint8_t s_ucTestSn = 0;
for (i = 0; i < sizeof(g_TestBuf); i++)
{
g_TestBuf<i> = (i / 512) + '0';
</i>}
/* 挂载文件系统 */
result = f_mount(&fs, DiskPath, 0); /* Mount a logical drive */
if (result != FR_OK)
{
printf("挂载文件系统失败 (%s)\r\n", FR_Table[result]);
}
/* 打开文件 */
sprintf(path, "%sSpeed%02d.txt", DiskPath, s_ucTestSn++); /* 每写1次，序号递增 */
result = f_open(&file, path, FA_CREATE_ALWAYS | FA_WRITE);
/* 写一串数据 */
printf("开始写文件%s %dKB ...\r\n", path, TEST_FILE_LEN / 1024);
runtime1 = bsp_GetRunTime(); /* 读取系统运行时间 */
for (i = 0; i < TEST_FILE_LEN / BUF_SIZE; i++)
{
result = f_write(&file, g_TestBuf, sizeof(g_TestBuf), &bw);
if (result == FR_OK)
{
if (((i + 1) % 8) == 0)
{
printf(".");
}
}
else
{
err = 1;
printf("%s文件写失败\r\n", path);
break;
}
}
runtime2 = bsp_GetRunTime(); /* 读取系统运行时间 */
if (err == 0)
{
timelen = (runtime2 - runtime1);
printf("\r\n 写耗时 : %dms 平均写速度 : %dB/S (%dKB/S)\r\n",
timelen,
(TEST_FILE_LEN * 1000) / timelen,
((TEST_FILE_LEN / 1024) * 1000) / timelen);
}
f_close(&file); /* 关闭文件*/
/* 开始读文件测试 */
result = f_open(&file, path, FA_OPEN_EXISTING | FA_READ);
if (result != FR_OK)
{
printf("没有找到文件: %s\r\n", path);
return;
}
printf("开始读文件 %dKB ...\r\n", TEST_FILE_LEN / 1024);
runtime1 = bsp_GetRunTime(); /* 读取系统运行时间 */
for (i = 0; i < TEST_FILE_LEN / BUF_SIZE; i++)
{
result = f_read(&file, g_TestBuf, sizeof(g_TestBuf), &bw);
if (result == FR_OK)
{
if (((i + 1) % 8) == 0)
{
printf(".");
}
/* 比较写入的数据是否正确，此语句会导致读卡速度结果降低到 3.5MBytes/S */
for (k = 0; k < sizeof(g_TestBuf); k++)
{
if (g_TestBuf[k] != (k / 512) + '0')
{
err = 1;
printf("Speed1.txt 文件读成功，但是数据出错\r\n");
break;
}
}
if (err == 1)
{
break;
}
}
else
{
err = 1;
printf("Speed1.txt 文件读失败\r\n");
break;
}
}
runtime2 = bsp_GetRunTime(); /* 读取系统运行时间 */
if (err == 0)
{
timelen = (runtime2 - runtime1);
printf("\r\n 读耗时 : %dms 平均读速度 : %dB/S (%dKB/S)\r\n", timelen,
(TEST_FILE_LEN * 1000) / timelen, ((TEST_FILE_LEN / 1024) * 1000) / timelen);
}
/* 关闭文件*/
f_close(&file);
/* 卸载文件系统 */
f_mount(NULL, DiskPath, 0);
}

复制代码

  f_mount可以上电后仅调用一次，我们这里是为了测试方式，使用前挂载，使用完毕后卸载。
  为了实现更高性能的测试，大家可以加大宏定义
#define BUF_SIZE                         (4*1024)             /* 每次读写SD卡的最大数据长度 */

设置的缓冲大小，比如设置为64KB进行测试。

88.9 FatFs移植接口文件diskio.c说明
这里将FatFs的底层接口文件diskio.c的实现为大家简单做个说明。

88.9.1 磁盘状态函数disk_status
代码如下：

/**
* @brief Gets Disk Status
* @param pdrv: Physical drive number (0..)
* @retval DSTATUS: Operation status
*/
DSTATUS disk_status (
BYTE pdrv /* Physical drive number to identify the drive */
)
{
DSTATUS stat;
stat = disk.drv[pdrv]->disk_status(disk.lun[pdrv]);
return stat;
}
实际对应的函数在文件sd_diskio_dma.c
/**
* @brief Gets Disk Status
* @param lun : not used
* @retval DSTATUS: Operation status
*/
DSTATUS SD_status(BYTE lun)
{
return SD_CheckStatus(lun);
}
static DSTATUS SD_CheckStatus(BYTE lun)
{
Stat = STA_NOINIT;
if(BSP_SD_GetCardState() == MSD_OK)
{
Stat &= ~STA_NOINIT;
}
return Stat;
}

复制代码

88.9.2 磁盘初始化函数disk_initialize
代码如下：

/**
* @brief Initializes a Drive
* @param pdrv: Physical drive number (0..)
* @retval DSTATUS: Operation status
*/
DSTATUS disk_initialize (
BYTE pdrv /* Physical drive nmuber to identify the drive */
)
{
DSTATUS stat = RES_OK;
if(disk.is_initialized[pdrv] == 0)
{
disk.is_initialized[pdrv] = 1;
stat = disk.drv[pdrv]->disk_initialize(disk.lun[pdrv]);
}
return stat;
}
实际对应的函数在文件sd_diskio_dma.c：
/**
* @brief Initializes a Drive
* @param lun : not used
* @retval DSTATUS: Operation status
*/
DSTATUS SD_initialize(BYTE lun)
{
#if !defined(DISABLE_SD_INIT)
if(BSP_SD_Init() == MSD_OK)
{
Stat = SD_CheckStatus(lun);
}
#else
Stat = SD_CheckStatus(lun);
#endif
return Stat;
}

复制代码

88.9.3 磁盘读函数disk_read
代码如下：

/**
* @brief Reads Sector(s)
* @param pdrv: Physical drive number (0..)
* @param *buff: Data buffer to store read data
* @param sector: Sector address (LBA)
* @param count: Number of sectors to read (1..128)
* @retval DRESULT: Operation result
*/
DRESULT disk_read (
BYTE pdrv, /* Physical drive nmuber to identify the drive */
BYTE *buff, /* Data buffer to store read data */
DWORD sector, /* Sector address in LBA */
UINT count /* Number of sectors to read */
)
{
DRESULT res;
res = disk.drv[pdrv]->disk_read(disk.lun[pdrv], buff, sector, count);
return res;
}

复制代码

实际对应的函数在文件sd_diskio_dma.c：

下面代码中最关键的处理是形参buff的4字节对齐问题（SDMMC自带的IDMA需要4字节对齐），如果buff地址是4字节对齐的，不做处理，如果不是对齐，通过复制到一个4字节对齐的缓冲里面做DMA传递。这个是理解下面代码的关键。

/**
* @brief Reads Sector(s)
* @param lun : not used
* @param *buff: Data buffer to store read data
* @param sector: Sector address (LBA)
* @param count: Number of sectors to read (1..128)
* @retval DRESULT: Operation result
*/
DRESULT SD_read(BYTE lun, BYTE *buff, DWORD sector, UINT count)
{
DRESULT res = RES_ERROR;
uint32_t timeout;
ReadStatus = 0;
if (!((uint32_t)buff & 0x3))
{
if(BSP_SD_ReadBlocks_DMA((uint32_t*)buff,
(uint32_t) (sector),
count) == MSD_OK)
{
/* Wait that the reading process is completed or a timeout occurs */
timeout = HAL_GetTick();
while((ReadStatus == 0) && ((HAL_GetTick() - timeout) < SD_TIMEOUT))
{
}
/* incase of a timeout return error */
if (ReadStatus == 0)
{
res = RES_ERROR;
}
else
{
ReadStatus = 0;
timeout = HAL_GetTick();
while((HAL_GetTick() - timeout) < SD_TIMEOUT)
{
if (BSP_SD_GetCardState() == SD_TRANSFER_OK)
{
res = RES_OK;
#if (ENABLE_SD_DMA_CACHE_MAINTENANCE_READ == 1)
SCB_CleanInvalidateDCache();
#endif
break;
}
}
}
}
}
else
{
uint8_t ret;
int i;
for (i = 0; i < count; i++)
{
ret = BSP_SD_ReadBlocks_DMA((uint32_t*)scratch, (uint32_t)sector++, 1);
if(ret == MSD_OK)
{
/* Wait that the reading process is completed or a timeout occurs */
timeout = HAL_GetTick();
while((ReadStatus == 0) && ((HAL_GetTick() - timeout) < SD_TIMEOUT))
{
}
/* incase of a timeout return error */
if (ReadStatus == 0)
{
break;
}
else
{
ReadStatus = 0;
timeout = HAL_GetTick();
while((HAL_GetTick() - timeout) < SD_TIMEOUT)
{
if (BSP_SD_GetCardState() == SD_TRANSFER_OK)
{
#if (ENABLE_SD_DMA_CACHE_MAINTENANCE_READ == 1)
SCB_CleanInvalidateDCache();
#endif
memcpy(buff, scratch, BLOCKSIZE);
buff += BLOCKSIZE;
break;
}
}
}
}
else
{
break;
}
}
if ((i == count) && (ret == MSD_OK))
{
res = RES_OK;
}
}
return res;
}

复制代码

88.9.4 磁盘写函数disk_write
代码如下：

/**
* @brief Writes Sector(s)
* @param pdrv: Physical drive number (0..)
* @param *buff: Data to be written
* @param sector: Sector address (LBA)
* @param count: Number of sectors to write (1..128)
* @retval DRESULT: Operation result
*/
DRESULT disk_write (
BYTE pdrv, /* Physical drive nmuber to identify the drive */
const BYTE *buff, /* Data to be written */
DWORD sector, /* Sector address in LBA */
UINT count /* Number of sectors to write */
)
{
DRESULT res;
res = disk.drv[pdrv]->disk_write(disk.lun[pdrv], buff, sector, count);
return res;
}

复制代码

实际对应的函数在文件sd_diskio_dma.c：

下面代码中最关键的处理是形参buff的4字节对齐问题（SDMMC自带的IDMA需要4字节对齐），如果buff地址是4字节对齐的，不做处理，如果不是对齐，通过复制到一个4字节对齐的缓冲里面做DMA传递。这个是理解下面代码的关键。

/**
* @brief Writes Sector(s)
* @param lun : not used
* @param *buff: Data to be written
* @param sector: Sector address (LBA)
* @param count: Number of sectors to write (1..128)
* @retval DRESULT: Operation result
*/
#if _USE_WRITE == 1
DRESULT SD_write(BYTE lun, const BYTE *buff, DWORD sector, UINT count)
{
DRESULT res = RES_ERROR;
uint32_t timeout;
WriteStatus = 0;
#if (ENABLE_SD_DMA_CACHE_MAINTENANCE_WRITE == 1)
SCB_CleanInvalidateDCache();
#endif
if (!((uint32_t)buff & 0x3))
{
if(BSP_SD_WriteBlocks_DMA((uint32_t*)buff,
(uint32_t)(sector),
count) == MSD_OK)
{
/* Wait that writing process is completed or a timeout occurs */
timeout = HAL_GetTick();
while((WriteStatus == 0) && ((HAL_GetTick() - timeout) < SD_TIMEOUT))
{
}
/* incase of a timeout return error */
if (WriteStatus == 0)
{
res = RES_ERROR;
}
else
{
WriteStatus = 0;
timeout = HAL_GetTick();
while((HAL_GetTick() - timeout) < SD_TIMEOUT)
{
if (BSP_SD_GetCardState() == SD_TRANSFER_OK)
{
res = RES_OK;
break;
}
}
}
}
}
else
{
int i;
uint8_t ret;
for (i = 0; i < count; i++)
{
WriteStatus = 0;
memcpy((void *)scratch, (void *)buff, BLOCKSIZE);
buff += BLOCKSIZE;
ret = BSP_SD_WriteBlocks_DMA((uint32_t*)scratch, (uint32_t)sector++, 1);
if(ret == MSD_OK)
{
/* Wait that writing process is completed or a timeout occurs */
timeout = HAL_GetTick();
while((WriteStatus == 0) && ((HAL_GetTick() - timeout) < SD_TIMEOUT))
{
}
/* incase of a timeout return error */
if (WriteStatus == 0)
{
break;
}
else
{
WriteStatus = 0;
timeout = HAL_GetTick();
while((HAL_GetTick() - timeout) < SD_TIMEOUT)
{
if (BSP_SD_GetCardState() == SD_TRANSFER_OK)
{
break;
}
}
}
}
else
{
break;
}
}
if ((i == count) && (ret == MSD_OK))
{
res = RES_OK;
}
}
return res;
}

复制代码

88.9.5 磁盘I/O控制函数disk_ioctl
代码如下：

/**
* @brief I/O control operation
* @param pdrv: Physical drive number (0..)
* @param cmd: Control code
* @param *buff: Buffer to send/receive control data
* @retval DRESULT: Operation result
*/
#if _USE_IOCTL == 1
DRESULT disk_ioctl (
BYTE pdrv, /* Physical drive nmuber (0..) */
BYTE cmd, /* Control code */
void *buff /* Buffer to send/receive control data */
)
{
DRESULT res;
res = disk.drv[pdrv]->disk_ioctl(disk.lun[pdrv], cmd, buff);
return res;
}
#endif /* _USE_IOCTL == 1 */

复制代码

实际对应的函数在文件sd_diskio_dma.c

特别注意，如果大家要调用FatFs的API格式化SD卡，此函数比较重要。下面几个cmd一定实现：

/**
* @brief I/O control operation
* @param lun : not used
* @param cmd: Control code
* @param *buff: Buffer to send/receive control data
* @retval DRESULT: Operation result
*/
#if _USE_IOCTL == 1
DRESULT SD_ioctl(BYTE lun, BYTE cmd, void *buff)
{
DRESULT res = RES_ERROR;
BSP_SD_CardInfo CardInfo;
if (Stat & STA_NOINIT) return RES_NOTRDY;
switch (cmd)
{
/* Make sure that no pending write process */
case CTRL_SYNC :
res = RES_OK;
break;
/* Get number of sectors on the disk (DWORD) */
case GET_SECTOR_COUNT :
BSP_SD_GetCardInfo(&CardInfo);
*(DWORD*)buff = CardInfo.LogBlockNbr;
res = RES_OK;
break;
/* Get R/W sector size (WORD) */
case GET_SECTOR_SIZE :
BSP_SD_GetCardInfo(&CardInfo);
*(WORD*)buff = CardInfo.LogBlockSize;
res = RES_OK;
break;
/* Get erase block size in unit of sector (DWORD) */
case GET_BLOCK_SIZE :
BSP_SD_GetCardInfo(&CardInfo);
*(DWORD*)buff = CardInfo.LogBlockSize / SD_DEFAULT_BLOCK_SIZE;
res = RES_OK;
break;
default:
res = RES_PARERR;
}
return res;
}
#endif /* _USE_IOCTL == 1 */

复制代码

88.9.6 RTC时间获取函数get_fattime
我们这里未使用这个函数，此函数的作用是用户创建文件时，可以将创建文件时间设置为此函数的获取值

/**
* @brief Gets Time from RTC
* @param None
* @retval Time in DWORD
*/
__weak DWORD get_fattime (void)
{
return 0;
}

复制代码

只看该作者 · 2021-12-21 16:54

本帖最后由一刀一级于 2021-12-21 16:56 编辑

88.10 SDMMC自带IDMA的4字节对齐问题（重要）
由于本章教程配套例子使用了SDMMC自带的IDMA，所以也专门做了4字节对齐处理。处理思路就是底层的读写函数里面如果地址是4字节对齐的，不做处理，如果不是对齐，通过复制到一个4字节对齐的缓冲里面做DMA传递。

其实有个更简单，性能也最高的解决办法，核心思想如下（ffconf.h文件里面设置的扇区大小基本都是512字节）：

当要写入和读取的数据小于扇区大小时，会直接使用FATFS结构体里面的数组win[_MAX_SS]做DMA写操作到，正好1个扇区大小。由于数组win[_MAX_SS]的地址是4字节对齐的，所以无需做处理。
当要写入和读取的数据大于等于扇区大小时，扇区整数倍的地方将直接使用用户提供的收发缓冲区发送，而不足一个扇区的地方将使用FATFS结构体里面的数组。这种情况下用户要做的就是直接定义个4字节对齐的读写缓冲区即可。

针对本章教程配套的例子，我们直接做了32字节对齐，同时也方便了Cache处理：

ALIGN_32BYTES(char FsReadBuf[1024]);
ALIGN_32BYTES(char FsWriteBuf[1024]) = {"FatFS Write Demo \r\n \r\n"};
ALIGN_32BYTES(uint8_t g_TestBuf[BUF_SIZE]);

复制代码

88.11 实验例程设计框架
通过程序设计框架，让大家先对配套例程有一个全面的认识，然后再理解细节，本次实验例程的设计框架如下：

第1阶段，上电启动阶段：

这部分在第14章进行了详细说明。

第2阶段，进入main函数：
第1步，硬件初始化，主要是MPU，Cache，HAL库，系统时钟，滴答定时器，LED和串口。
第2步，FatFs应用程序设计部分。

88.12 实验例程说明（MDK）
配套例子：

V7-025_FatFS文件系统例子（SD卡 V1.1）

实验目的：

学习SD卡的FatFS移植实现。

实验内容：

上电启动了一个软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
V7开发板的SD卡接口是用的SDMMC1，而这个接口仅支持AXI SRAM区访问，其它SRAM和TCP均不支持。

实验操作：
测试前务必将SD卡插入到开发板左上角的卡座中。
支持以下6个功能，用户通过电脑端串口软件发送数字1-6给开发板即可
printf("1 - 显示根目录下的文件列表\r\n");
printf("2 - 创建一个新文件armfly.txt\r\n");
printf("3 - 读armfly.txt文件的内容\r\n");
printf("4 - 创建目录\r\n");
printf("5 - 删除文件和目录\r\n");
printf("6 - 读写文件速度测试\r\n");

上电后串口打印的信息：

波特率 115200，数据位 8，奇偶校验位无，停止位 1

只看该作者 · 2021-12-21 17:05

程序设计：

系统栈大小分配：

RAM空间用的AXI SRAM：

硬件外设初始化

硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现：

/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: bsp_Init
* 功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
* 形参：无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_Init(void)
{
/* 配置MPU */
MPU_Config();
/* 使能L1 Cache */
CPU_CACHE_Enable();
/*
STM32H7xx HAL 库初始化，此时系统用的还是H7自带的64MHz，HSI时钟:
- 调用函数HAL_InitTick，初始化滴答时钟中断1ms。
- 设置NVIV优先级分组为4。
*/
HAL_Init();
/*
配置系统时钟到400MHz
- 切换使用HSE。
- 此函数会更新全局变量SystemCoreClock，并重新配置HAL_InitTick。
*/
SystemClock_Config();
/*
Event Recorder：
- 可用于代码执行时间测量，MDK5.25及其以上版本才支持，IAR不支持。
- 默认不开启，如果要使能此选项，务必看V7开发板用户手册第xx章
*/
#if Enable_EventRecorder == 1
/* 初始化EventRecorder并开启 */
EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
EventRecorderStart();
#endif
bsp_InitKey(); /* 按键初始化，要放在滴答定时器之前，因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
bsp_InitTimer(); /* 初始化滴答定时器 */
bsp_InitUart(); /* 初始化串口 */
bsp_InitExtIO(); /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */
bsp_InitLed(); /* 初始化LED */
}

复制代码

MPU配置和Cache配置：

数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区和FMC的扩展IO区。

/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: MPU_Config
* 功能说明: 配置MPU
* 形参: 无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void MPU_Config( void )
{
MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;
/* 禁止 MPU */
HAL_MPU_Disable();
#if 0
/* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate，Write allocate */
MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000;
MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB;
MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0;
MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1;
MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
#else
/* 当前是采用下面的配置 */
/* 配置AXI SRAM的MPU属性为NORMAL, NO Read allocate，NO Write allocate */
MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000;
MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB;
MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_NOT_BUFFERABLE;
MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;
MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0;
MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1;
MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
#endif
/* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */
MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x60000000;
MPU_InitStruct.Size = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;
MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;
MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER1;
MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0;
MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
/*使能 MPU */
HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: CPU_CACHE_Enable
* 功能说明: 使能L1 Cache
* 形参: 无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void CPU_CACHE_Enable(void)
{
/* 使能 I-Cache */
SCB_EnableICache();
/* 使能 D-Cache */
SCB_EnableDCache();
}

复制代码

  主功能：

主程序实现如下操作：

  上电启动了一个软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
支持以下6个功能，用户通过电脑端串口软件发送数字给开发板即可:
  1 - 显示根目录下的文件列表
  2 - 创建一个新文件armfly.txt
  3 - 读armfly.txt文件的内容
  4 - 创建目录
  5 - 删除文件和目录
  6 - 读写文件速度测试

/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: main
* 功能说明: c程序入口
* 形参: 无
* 返回值: 错误代码(无需处理)
*********************************************************************************************************
*/
int main(void)
{
bsp_Init(); /* 硬件初始化 */
Printf**(); /* 打印例程名称和版本等信息 */
DemoFatFS(); /* SD卡测试 */
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: DemoFatFS
* 功能说明: FatFS文件系统演示主程序
* 形参: 无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void DemoFatFS(void)
{
uint8_t cmd;
/* 打印命令列表，用户可以通过串口操作指令 */
DispMenu();
/* 注册SD卡驱动 */
FATFS_LinkDriver(&SD_Driver, DiskPath);
bsp_StartAutoTimer(0, 500); /* 启动1个500ms的自动重装的定时器 */
while (1)
{
/* 判断定时器超时时间 */
if (bsp_CheckTimer(0))
{
/* 每隔500ms 进来一次 */
bsp_LedToggle(2);
}
if (comGetChar(COM1, &cmd)) /* 从串口读入一个字符(非阻塞方式) */
{
printf("\r\n");
switch (cmd)
{
case '1':
printf("【1 - ViewRootDir】\r\n");
ViewRootDir(); /* 显示SD卡根目录下的文件名 */
break;
case '2':
printf("【2 - CreateNewFile】\r\n");
CreateNewFile(); /* 创建一个新文件,写入一个字符串 */
break;
case '3':
printf("【3 - ReadFileData】\r\n");
ReadFileData(); /* 读取根目录下armfly.txt的内容 */
break;
case '4':
printf("【4 - CreateDir】\r\n");
CreateDir(); /* 创建目录 */
break;
case '5':
printf("【5 - DeleteDirFile】\r\n");
DeleteDirFile(); /* 删除目录和文件 */
break;
case '6':
printf("【6 - TestSpeed】\r\n");
WriteFileTest(); /* 速度测试 */
break;
default:
DispMenu();
break;
}
}
}
}

复制代码

只看该作者 · 2021-12-21 17:06

88.13 实验例程说明（IAR）
配套例子：

V7-025_FatFS文件系统例子（SD卡 V1.1）

实验目的：

学习SD卡的FatFS移植实现。

实验内容：

上电启动了一个软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
V7开发板的SD卡接口是用的SDMMC1，而这个接口仅支持AXI SRAM区访问，其它SRAM和TCP均不支持。

实验操作：
测试前务必将SD卡插入到开发板左上角的卡座中。
支持以下6个功能，用户通过电脑端串口软件发送数字1-6给开发板即可
printf("1 - 显示根目录下的文件列表\r\n");
printf("2 - 创建一个新文件armfly.txt\r\n");
printf("3 - 读armfly.txt文件的内容\r\n");
printf("4 - 创建目录\r\n");
printf("5 - 删除文件和目录\r\n");
printf("6 - 读写文件速度测试\r\n");

上电后串口打印的信息：

波特率 115200，数据位 8，奇偶校验位无，停止位 1

程序设计：

系统栈大小分配：

RAM空间用的AXI SRAM：

硬件外设初始化

硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现：

/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: bsp_Init
* 功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
* 形参：无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_Init(void)
{
/* 配置MPU */
MPU_Config();
/* 使能L1 Cache */
CPU_CACHE_Enable();
/*
STM32H7xx HAL 库初始化，此时系统用的还是H7自带的64MHz，HSI时钟:
- 调用函数HAL_InitTick，初始化滴答时钟中断1ms。
- 设置NVIV优先级分组为4。
*/
HAL_Init();
/*
配置系统时钟到400MHz
- 切换使用HSE。
- 此函数会更新全局变量SystemCoreClock，并重新配置HAL_InitTick。
*/
SystemClock_Config();
/*
Event Recorder：
- 可用于代码执行时间测量，MDK5.25及其以上版本才支持，IAR不支持。
- 默认不开启，如果要使能此选项，务必看V7开发板用户手册第xx章
*/
#if Enable_EventRecorder == 1
/* 初始化EventRecorder并开启 */
EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
EventRecorderStart();
#endif
bsp_InitKey(); /* 按键初始化，要放在滴答定时器之前，因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
bsp_InitTimer(); /* 初始化滴答定时器 */
bsp_InitUart(); /* 初始化串口 */
bsp_InitExtIO(); /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */
bsp_InitLed(); /* 初始化LED */
}

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MPU配置和Cache配置：

数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区和FMC的扩展IO区。

/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: MPU_Config
* 功能说明: 配置MPU
* 形参: 无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void MPU_Config( void )
{
MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;
/* 禁止 MPU */
HAL_MPU_Disable();
#if 0
/* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate，Write allocate */
MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000;
MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB;
MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0;
MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1;
MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
#else
/* 当前是采用下面的配置 */
/* 配置AXI SRAM的MPU属性为NORMAL, NO Read allocate，NO Write allocate */
MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000;
MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB;
MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_NOT_BUFFERABLE;
MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;
MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0;
MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1;
MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
#endif
/* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */
MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x60000000;
MPU_InitStruct.Size = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;
MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;
MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER1;
MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0;
MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
/*使能 MPU */
HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: CPU_CACHE_Enable
* 功能说明: 使能L1 Cache
* 形参: 无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void CPU_CACHE_Enable(void)
{
/* 使能 I-Cache */
SCB_EnableICache();
/* 使能 D-Cache */
SCB_EnableDCache();
}

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  主功能：

主程序实现如下操作：

  上电启动了一个软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
支持以下6个功能，用户通过电脑端串口软件发送数字给开发板即可:
1 - 显示根目录下的文件列表
  2 - 创建一个新文件armfly.txt
3 - 读armfly.txt文件的内容
4 - 创建目录
  5 - 删除文件和目录
  6 - 读写文件速度测试

/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: main
* 功能说明: c程序入口
* 形参: 无
* 返回值: 错误代码(无需处理)
*********************************************************************************************************
*/
int main(void)
{
bsp_Init(); /* 硬件初始化 */
Printf**(); /* 打印例程名称和版本等信息 */
DemoFatFS(); /* SD卡测试 */
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: DemoFatFS
* 功能说明: FatFS文件系统演示主程序
* 形参: 无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void DemoFatFS(void)
{
uint8_t cmd;
/* 打印命令列表，用户可以通过串口操作指令 */
DispMenu();
/* 注册SD卡驱动 */
FATFS_LinkDriver(&SD_Driver, DiskPath);
bsp_StartAutoTimer(0, 500); /* 启动1个500ms的自动重装的定时器 */
while (1)
{
/* 判断定时器超时时间 */
if (bsp_CheckTimer(0))
{
/* 每隔500ms 进来一次 */
bsp_LedToggle(2);
}
if (comGetChar(COM1, &cmd)) /* 从串口读入一个字符(非阻塞方式) */
{
printf("\r\n");
switch (cmd)
{
case '1':
printf("【1 - ViewRootDir】\r\n");
ViewRootDir(); /* 显示SD卡根目录下的文件名 */
break;
case '2':
printf("【2 - CreateNewFile】\r\n");
CreateNewFile(); /* 创建一个新文件,写入一个字符串 */
break;
case '3':
printf("【3 - ReadFileData】\r\n");
ReadFileData(); /* 读取根目录下armfly.txt的内容 */
break;
case '4':
printf("【4 - CreateDir】\r\n");
CreateDir(); /* 创建目录 */
break;
case '5':
printf("【5 - DeleteDirFile】\r\n");
DeleteDirFile(); /* 删除目录和文件 */
break;
case '6':
printf("【6 - TestSpeed】\r\n");
WriteFileTest(); /* 速度测试 */
break;
default:
DispMenu();
break;
}
}
}
}