STM32平台SD卡的FatFS文件系统开发
系统平台:
STM32系列的STM32F103ZE
SPI方式与SD卡通信
SD上移植FatFS系统
1 FatFS文件系统
1.1 FatFS简介
FatFS是一个为小型嵌入式系统设计的通用FAT(File Allocation Table)文件系统模块。FatFs 的编写遵循ANSI C,并且完全与磁盘I/O层分开。因此,它独立(不依赖)于硬件架构,可以被嵌入到低成本的微控制器中,如AVR, 8051, PIC, ARM, Z80, 68K 等等,而不需要做任何修改。
特点:
- Windows兼容的FAT文件系统
- 不依赖于平台,易于移植
- 代码和工作区占用空间非常小
- 多种配置选项
- 多卷(物理驱动器和分区)
- 多ANSI/OEM代码页,包括DBCS
- 在ANSI/OEM或Unicode中长文件名的支持
- RTOS的支持
- 多扇区大小的支持
- 只读,最少API,I/O缓冲区等等
1.2 FatFS文件系统移植
FatFS文件系统移植需要的几个关键文件如下。
l ff.c(不动) 文件系统的实现代码,里面主要是FatFS文件系统源码,移植的时候不需要修改;
l diskio.h(不动) 声明diskio.c文件中需要的一些接口函数和命令格式;
l diskio.c(自写) 这个文件是文件系统底层和SD驱动的中间接口的实现代码,移植的时候需要改写在diskio.h中声明的那几个函数,代码在ff.c中被调用;
l integer.h(微改) 这是FatFS用到的数据类型定义,按移植的平台修改;
l ff.h(不动) 是FatFS的文件系统的函数(在ff.c中)声明,以及一些选项的配置,具体选项及详细说明在文件中都有;
l ffconf.h(按需要) 这个是在FatFS的0.08a版本中有看到,0.06版本中还没有,是关于FatFS系统模块的一些配置;
综上,需要修改的就是diskio.c文件,主要是6个函数,描述如下。
- DSTATUS disk_initialize (BYTE pdrv /* Physical drive nmuber (0..) */)
初始化函数,调用编写的SD卡初始化函数,成功返回0,失败返回其它。
- DSTATUS disk_status (BYTE pdrv /* Physical drive nmuber (0..) */)
设备状态函数,只支持一个设备,若pdrv大于0,则返回错误;否则返回SD的状态,若初始化成功,返回0,否则其它。
- DRESULT disk_read (
BYTE pdrv, /* Physical drive nmuber (0..) */
BYTE *buff, /* Data buffer to store read data */
DWORD sector, /* Sector address (LBA) */
BYTE count /* Number of sectors to read (1..128) */
)
读函数,传入的参数是设备名称,用于保存读到的数据的缓存,扇区地址,扇区个数。
分为一个扇区和多个扇区,两者需要给SD卡发送不同的命令。
- DRESULT disk_write (
BYTE pdrv, /* Physical drive nmuber (0..) */
const BYTE *buff, /* Data to be written */
DWORD sector, /* Sector address (LBA) */
BYTE count /* Number of sectors to write (1..128) */
)
写函数,传入的参数是设备名称,要写的数据地址,扇区地址,扇区个数。
同样分为一个扇区和多个扇区,两者给SD卡发送的命令也不一样。
- DWORD get_fattime (void)
用于获取系统当前的unix时间。
- DRESULT disk_ioctl (
BYTE pdrv, /* Physical drive nmuber (0..) */
BYTE cmd, /* Control code */
void *buff /* Buffer to send/receive control data */
)
这是个混合功能函数,用于IO口的控制,传入的参数第一个是设备名称,第二个是命令,第三个是命令是读/写时返回的数据缓存。
2 实现文件的读写
2.1 实现读取
在SD中根目录下有一个MyLog文件夹,文件夹内有一个名为123.txt的文件,要去取其中的内容,并通过串口输出,代码如下。
2.2 实现写入
写入时,直接调用f_write函数,需要说明的是,此函数只能完成将数据写入到SD卡的扇区中,实际在Windows下仍然看不到内容。必须要执行f_sync(&fsrc),将内容同步到文件,这样才能看到文件中的内容,主要代码如下。