【STM32H7S78-DK测评】6、SD卡列出目录，读写文件

只看该作者 · 2024-9-16 07:02

本帖最后由 sujingliang 于 2024-9-16 07:10 编辑

目的
通过FatFs (Generic FAT Filesystem module)访问SD卡，读写文件，列出文件目录，通过串口输出结果。
FatFs Module是一种完全免费开源的FAT文件系统模块，专为小型的嵌入式系统而设计。
FatFs Module提供了一系列的文件操作接口，如文件的打开、关闭、读写、移动指针、获取状态等。这些接口函数使得在嵌入式系统中操作文件变得像在PC上一样简单。以下是一些常用的接口函数：

f_mount：登记或注销一个工作区域。
f_open：打开或创建文件。
f_close：关闭一个文件。
f_read：从文件中读取数据。
f_write：向文件写入数据。
f_lseek：移动文件读/写指针。
f_stat：获取文件状态。
f_mkdir：创建一个目录。
f_unlink：删除文件或目录。
f_rename：重命名或移动文件/目录。

编译环境：keil5.40

一、硬件方面

DAT0：数据传输引脚，主要用于单线双向数据传输。在四线数据传输模式中，它也是四根数据线之一，用于高速数据传输。
DAT1、DAT2、DAT3：附加数据传输引脚，在支持四线数据传输的SD卡中，这些引脚与DAT0共同工作，实现高速数据传输。在某些规范中，这些引脚可能会被省略或用作其他目的。

CMD（命令传输引脚）：用于主机和SD卡之间的命令传输。主机通过CMD引脚向SD卡发送命令，SD卡则通过CMD引脚或DAT引脚（取决于命令类型）返回响应。
CLK（时钟引脚）：提供时钟信号以同步数据传输。CLK引脚控制数据传输的速率和同步性，确保主机和SD卡之间的数据交换能够准确无误地进行
SD卡的DETECT引脚（通常也标记为CD引脚）主要用于检测SD卡是否已正确插入到设备中。这一引脚在SD卡与设备之间的通信中起着至关重要的作用，它允许设备在SD卡插入或拔出时采取相应的操作，如初始化SD卡、读取数据或关闭数据传输等。

二、功能实现
1、为方便调试，利用STM32H7S78-DK的BSP库函数文件stm32h7s78_discovery支持板载LED、UART4:

复制

  BSP_LED_Init(LED_GREEN);

  BSP_LED_Init(LED_RED);

  BSP_LED_Init(LED_ORANGE);

  BSP_LED_Init(LED_BLUE);

复制

/* Initialize COM1 port (115200, 8 bits (7-bit data + 1 stop bit), no parity */

    BspCOMInit.BaudRate   = 115200;

    BspCOMInit.WordLength = COM_WORDLENGTH_8B;

    BspCOMInit.StopBits   = COM_STOPBITS_1;

    BspCOMInit.Parity     = COM_PARITY_NONE;

    BspCOMInit.HwFlowCtl  = COM_HWCONTROL_NONE;

    if (BSP_COM_Init(COM1, &BspCOMInit) != BSP_ERROR_NONE)

    {

      Error_Handler();

    }

2、SD_DETECT引脚初始化
SD_DECTECT需要设置为外部中断引脚

复制

  GPIO_InitStruct.Pin = SD_DETECT_Pin;

  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING_FALLING;

  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;

  HAL_GPIO_Init(SD_DETECT_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);



  /* EXTI interrupt init*/

  HAL_NVIC_SetPriority(SD_DETECT_EXTI_IRQn, 5, 0);

  HAL_NVIC_EnableIRQ(SD_DETECT_EXTI_IRQn);

3、SD卡的初始化

MX_SDMMC1_SD_Init()

复制

/**

  * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url] SDMMC1 Initialization Function

  * @param None

  * @retval None

  */

void MX_SDMMC1_SD_Init(void)

{



  /* USER CODE BEGIN SDMMC1_Init 0 */



  /* USER CODE END SDMMC1_Init 0 */



  /* USER CODE BEGIN SDMMC1_Init 1 */



  /* USER CODE END SDMMC1_Init 1 */

  hsd1.Instance = SDMMC1;

  hsd1.Init.ClockEdge = SDMMC_CLOCK_EDGE_FALLING;

  hsd1.Init.ClockPowerSave = SDMMC_CLOCK_POWER_SAVE_DISABLE;

  hsd1.Init.BusWide = SDMMC_BUS_WIDE_4B;

  hsd1.Init.HardwareFlowControl = SDMMC_HARDWARE_FLOW_CONTROL_ENABLE;

  hsd1.Init.ClockDiv = 0x02;



  if(HAL_SD_Init(&hsd1) != HAL_OK)

  {

    Error_Handler();

  }

  /* USER CODE BEGIN SDMMC1_Init 2 */



  /* USER CODE END SDMMC1_Init 2 */



}

4、FatFs 初始化
用到了FREERTOS建立了一个uSDThread_Entry和一个队列

复制

void MX_FATFS_Init(void)

{

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* additional user code for init */

  /*## FatFS: Link the disk I/O driver(s)  ###########################*/

  if (FATFS_LinkDriver(&SD_DMA_Driver, SDPath) == 0)

  {

    /* creation of uSDThread */

    FSAppThreadHandle = osThreadNew(uSDThread_Entry, NULL, &uSDThread_attributes);



    /* Create Storage Message Queue */

    QueueHandle = osMessageQueueNew(1U, sizeof(uint16_t), NULL);

  }

  /* USER CODE END Init */

}

5、uSDThread_Entry
用来处理队列的各种消息，并做对应处理

复制

static void uSDThread_Entry(void *argument)

{

  osStatus_t status;



    if(SD_IsDetected())

    {

      osMessageQueuePut (QueueHandle, &CARD_CONNECTED, 100, 0U);

    }



  /* Infinite Loop */

  for( ;; )

  {

    status = osMessageQueueGet(QueueHandle, &osQueueMsg, NULL, 100);



    if ((status == osOK) && (osQueueMsg== CARD_STATUS_CHANGED))

    {

        if (SD_IsDetected())

        {

          osMessageQueuePut (QueueHandle, &CARD_CONNECTED, 100, 0U);

        }

        else

        {

          osMessageQueuePut (QueueHandle, &CARD_DISCONNECTED, 100, 0U);

        }

     }



     if ((status == osOK) && (osQueueMsg== CARD_CONNECTED))

     {

        //sHAL_GPIO_WritePin(LED2_GPIO_Port, LED2_Pin, GPIO_PIN_SET);

                                BSP_LED_On(LED_BLUE);

        //FS_FileOperations();

                                FS_listDirectory();

        statusChanged = 0;

     }



     if ((status == osOK) && (osQueueMsg== CARD_DISCONNECTED))

     {

        HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin, GPIO_PIN_SET);

        HAL_GPIO_TogglePin(LED2_GPIO_Port, LED2_Pin);

        osDelay(200);



        f_mount(NULL, (TCHAR const*)"", 0);

        statusChanged = 0;

     }

  }

}

在收到CARD_CONNECTED消息后，会执行FS_listDirectory()

6、SD_DECTECT外部中断处理函数
判断SD_DETECT状态，如果发生改变，向队列中发送CARD_STATUS_CHANGED消息。

复制

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)

{

  if(GPIO_Pin == SD_DETECT_Pin)

  {

     if (statusChanged == 0)

     {

       statusChanged = 1;

       osMessageQueuePut ( QueueHandle, &CARD_STATUS_CHANGED, 100, 0U);

     }

  }

}

7、FS_listDirectory
在这里利用FatFs提供的函数：
f_mount挂载SD。
f_opendir打开"/"目录
f_readdir读取"/"目录
通过循环打印出目录下所有文件名和文件大小

复制

static void FS_listDirectory(void)

{

        FRESULT res;

        DIR dir;

        FILINFO fno;

        uint32_t bytesread; 

        

        printf("【1】列出目录中文件内容：\r\n");

  if(f_mount(&SDFatFs, (TCHAR const*)SDPath, 0) == FR_OK)

  {

                printf("mount SD success\r\n");

                res = f_opendir(&dir, "/");

                if (res == FR_OK) {

                                printf("open directory success\r\n");

                                printf("list directory / files:\r\n");

        for (;;) {

            res = f_readdir(&dir, &fno);

            if (res != FR_OK || fno.fname[0] == 0) break; // 读取错误或结束标志

            if (fno.fname[0] == '.') continue; // 跳过隐藏文件

            printf("%s  %d\r\n", fno.fname,fno.fsize); // 打印文件名

        }

                        

        f_closedir(&dir);

                }

                

                if(f_open(&SDFile, "STM32_1.TXT", FA_READ) == FR_OK)

                {

                        /* Read data from the text file */

                        res = f_read(&SDFile, ( void *)rtext, sizeof(rtext), (void *)&bytesread);



                        if((bytesread > 0) && (res == FR_OK))

                        {

                                printf("\r\nSTM32_1.TXT file content：%s\r\n",rtext);

                                /* Close the open text file */

                                f_close(&SDFile);

                        }

                }

        }                

}

8、另外FS_FileOperations函数实现了对文件读写
f_mkfs：建立文件系统，相当于格式化。

复制

static void FS_FileOperations(void)

{

  FRESULT res;                                          /* FatFs function common result code */

  uint32_t byteswritten, bytesread;                     /* File write/read counts */





  /* Register the file system object to the FatFs module */

  if(f_mount(&SDFatFs, (TCHAR const*)SDPath, 0) == FR_OK)

  {

        printf("mount SD success\r\n");

    /* check whether the FS has been already created */

    if (isFsCreated == 0)

    {

                        /*

      if(f_mkfs(SDPath, &OptParm, workBuffer, sizeof(workBuffer)) != FR_OK)

      {

            printf("make file system success\r\n");

        HAL_GPIO_WritePin(LED2_GPIO_Port, LED2_Pin, GPIO_PIN_RESET);

        return;

      }

      isFsCreated = 1;

                        */

    }

    /* Create and Open a new text file object with write access */

    if(f_open(&SDFile, "STM32_1.TXT", FA_CREATE_ALWAYS | FA_WRITE) == FR_OK)

    {

            printf("open STEM32.TXT success\r\n");

      /* Write data to the text file */

      res = f_write(&SDFile, (const void *)wtext, sizeof(wtext), (void *)&byteswritten);



      if((byteswritten > 0) && (res == FR_OK))

      {

            printf("write finished, close STEM32.TXT success\r\n");

        /* Close the open text file */

        f_close(&SDFile);



        /* Open the text file object with read access */

        if(f_open(&SDFile, "STM32_1.TXT", FA_READ) == FR_OK)

        {

          /* Read data from the text file */

          res = f_read(&SDFile, ( void *)rtext, sizeof(rtext), (void *)&bytesread);



          if((bytesread > 0) && (res == FR_OK))

          {

                  printf("open finished, close STEM32.TXT success\r\n");

            /* Close the open text file */

            f_close(&SDFile);



            /* Compare read data with the expected data */

            if(bytesread == byteswritten)

            {

                    printf("read and written bytes are same\r\n");

              /* Success of the demo: no error occurrence */

              //HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin, GPIO_PIN_RESET);

                                                        BSP_LED_On(LED_RED);

              return;

            }

          }

        }

      }

    }

  }

  /* Error */

  //HAL_GPIO_WritePin(LED2_GPIO_Port, LED2_Pin, GPIO_PIN_RESET);

        BSP_LED_On(LED_BLUE);

}

三、效果
通过串口获得结果:
列出了SD卡上的3个文件，其中SYSTEM~1是系统文件，其他2个是自己建的，并打印出了STM32_1.TXT文件内容。

将SD卡插入读卡器并连上电脑，我用的带SD卡的收音机，可以看到被识别了U盘，可以看到下面有2个文件。

只看该作者 · 2024-9-20 22:54

专为小型的嵌入式系统而设计

只看该作者 · 2024-10-31 16:07

跟进学习一下