STM32下的HAL库U盘数据读写

1万 · 2024-8-5 08:42

最近在使用FreeRTOS操作U盘数据读取，与裸机开发区别不大，只要注意默认分配的栈大小就行

FATFS简介
FATFS 是一个完全免费开源的 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，还支持RTOS。

使用者无需理会 FATFS 的内部结构和复杂的 FAT 协议，只需要调用FATFS 模块提供给用户的一系列应用接口函数，如 f_open， f_read， f_write 和 f_close 等，就可以像在 PC 上读／写文件那样简单。

FATFS 模块提供的是 ff.c 和 ff.h。除非有必要，使用者一般不用修改，使用时将头文件直接包含进去即可。

ff.h里面有各种函数

硬件配置
采用的是STM32F767IGT6型号，PCB绘制了一个USB-A口，用来插连U盘

HAL库配置
除了基础的配置外，需要对USB_OTG_FS进行配置，配置为Host_Only模式

配置FATS文件操作参数：

配置U盘：

在FreeRTOS操作系统下，要注意分配的堆栈大小，否则插入U盘时，堆栈溢出会使得程序会卡死，usbh_conf.h中的USBH_PROCESS_STACK_SIZE大小至少要为128 *11 bytes才能正常运行，建议设置为128 *16 bytes。

这与裸机开发不一样，裸机开发不需要分配堆栈

程序操作
所有功能测试程序：

uint8_t retUSBH; /* Return value for USBH */
char USBHPath[4]; /* USBH logical drive path */
FATFS USBHFatFS; /* File system object for USBH logical drive */
FIL USBHFile;    /* File object for USBH */

uint8_t w_buf[5]={'b','a','c','n','n'};
uint8_t w_buf1[5]={' ','e','g','n','m'};
uint8_t r_buf[5]={0};

UINT br,bw;
void test_usb(void)
{
printf("---------\r\n");
retUSBH = f_mount(&USBHFatFS,(TCHAR const*)USBHPath,1); //挂载
if(retUSBH == FR_OK)
printf("UP U is ok\r\n");

retUSBH = f_open(&USBHFile,(const char*)"测试.txt",FA_WRITE|FA_CREATE_ALWAYS);//创建打开
   if(retUSBH==FR_OK)
{
   HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)"打开文件\"测试.txt\"成功!\r\n",25,100);
}

retUSBH = f_lseek(&USBHFile,f_size(&USBHFile));
if(retUSBH==FR_OK)
{
   HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)"指针移动到文件末尾成功！\r\n",25,100);
}

retUSBH = f_write(&USBHFile,w_buf,18,&bw);
if(retUSBH==FR_OK)
{
   HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)"写入文件成功!\r\n",15,100);
}
retUSBH = f_close(&USBHFile);
if(retUSBH==FR_OK)
{
   HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)"关闭文件成功!\r\n\r\n",17,100);
}
//读取文件测试
HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)"读取文件测试!\r\n",15,100);
retUSBH = f_open(&USBHFile,(const char*)"测试.txt",FA_OPEN_EXISTING|FA_READ);//打开文件
if(retUSBH==FR_OK)
{
   HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)"打开文件\"测试.txt\"成功!\r\n",25,100);
}
retUSBH = f_read(&USBHFile,r_buf,18,&bw);
if(retUSBH==FR_OK)
{
   HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)"读取文件成功!文件内容：",23,100);
   HAL_UART_Transmit(&huart1,r_buf,bw,100);
}
retUSBH = f_close(&USBHFile);
if(retUSBH==FR_OK)
{
   HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)"关闭文件成功!\r\n",15,100);
}
}

有个小问题就是中文命名文件名会乱码显示，用英文和数字就没有这个问题。

根目录下就会有生成的文件，这里只有15个字符，多次写入，是因为程序只让写15个

Upan 状态检测实际程序：

void USB_Disk_Process(void)
{
USBH_Process(&hUsbHostFS);  //USB Core的后台进程函数,检测USB热插拔的状态，本来裸机开发下应该自动生成的
Up_SaveDate_Screen_Process();
}

ApplicationTypeDef Appli_state_temp=APPLICATION_DISCONNECT;
void Up_SaveDate_Screen_Process(void)
{
if(Appli_state_temp!=Appli_state)
{
      Appli_state_temp=Appli_state;
   if(Appli_state == APPLICATION_READY)  //U盘插入
   {
   ............
   }
   if(Appli_state == APPLICATION_DISCONNECT)  //U盘拔出
   {
   .....................
   }
   }
}

U盘文件夹创建程序：

//USBHPath为例如 0:/xxx  这样格式字符串
retUSBH = f_mount(&USBHFatFS,(TCHAR const*)USBHPath,1); //挂载
retUSBH = f_mkdir(GPR_Path_char);//创建文件夹
if(retUSBH == FR_OK)  //创建成功
....
else
....

U盘文件创建及写入程序：

//GPR_Path_char 字符串格式例如 0:/文件名xxx/xxx.txt
retUSBH = f_open(&USBHFile,(const char*)GPR_Path_char,FA_WRITE|FA_OPEN_APPEND); //打开文件，赋予写权限，并且把指针移动到文件的末尾
retUSBH = f_write(&USBHFile,SPI_AD_DATA.RX_DATA_BUF,sizeof(SPI_AD_DATA.RX_DATA_BUF),&bw); //写入SPI数据
if(retUSBH == FR_OK)
....
else
  .......
f_close(&USBHFile);

这里直接写入SPI数组里面的数据，电脑打开格式不对，要用特定的软件打开