STM32 CUbeIED FatFs文件系统SPI驱动SD卡_正点原子 spi fatfs sd

1、FatTFs简介

  FATFS是面向小型嵌入式系统的一种通用FAT文件系统，由ANSI C语言编写，并且完全独立于底层的I/O介质。所以可以基本不做修改直接移植到任何处理器中，在STM32CUbeIDE中自带FATFS能够更加方便的使用。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。

FATFS 的特点有：

			• 兼容 Windows 的 FAT 文件系统。
			• 极小的代码量和工作区
			• 丰富的配置选项：
			– 多卷 （物理驱动与分区）。
			– 多个 ANSI/OEM 代码页，包括 DBCS。
			– 以 ANSI/OEM 或 Unicode 支持长文件名。
			– 支持 RTOS。
			– 支持多种扇区大小。
			– 只读、最小化的 API、 I/O 缓冲等等 ......
			– FAT子类型：FAT12、 FAT16 和 FAT32。
			– 打开的文件数量：无限制，取决于可用的内存。
			– 卷的数量：多达 10 个。
			– 文件大小：取决于 FAT 规范。（多达 4G-1 字节）
			– 卷的大小：取决于 FAT 规范。（512 字节 / 扇区情况下，支持多达 2T 字节）
			– 簇的大小：取决于 FAT 规范。（512 字节 / 扇区情况下，支持多达 64K 字节）
			– 扇区的大小：取决于 FAT 规范。（多达 4K 字节）
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  最顶层是应用层，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。底层磁盘 I/O 和 RTC 模块均与 FatFs 模块完全分离。它们必须由用户提供，这是将 FatFs 模块与其它平台相连的主要工作。

2、硬件电路

  使用的是正点原子Mini开发板STM32F103RC,自带SD卡SPI接口。SD_CS片选是PA3。

3、创建工程

开启调试下载：

开启外部时钟：

配置时钟72M：

开启串口调试USART1：

开启硬件SPI：

开启FatFs文件系统：


最重要的一点片选 PA3：
选择开启PA2 PA4目的是为了不对SD卡干扰，开发板SPI接口上面还有Flash,为了不影响SD卡，所以开启PA2 PA4禁止片选。片选根据自己的开发板的电路选择，我自己使用的正点原子开发板。

解决中文乱码，选择GBK编码,默认没有GBK自己手动输入。

配置部分基本完成，修改编写代码。

4、代码修改

移植完成的工程文件目录：

4.1 、新建fafs_sd文件夹

  保存所需要的fatfs.c fatfs.h文件代码，fatfs.c fatfs.h文件代码比较多，我就不在这个地方放了，最后我会附上我的工程文件，有需要自己下载。这里仅仅展示一部分。重要的一点，不要忘记添加文件路径。

4.2、需要修改部分

第1处需要修改地方：

volatile uint8_t FatFsCnt = 0;
volatile uint16_t Timer1, Timer2;

void SDTimer_Handler(void)
{
  if(Timer1 > 0)
    Timer1--;

  if(Timer2 > 0)
    Timer2--;
}
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void SysTick_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN SysTick_IRQn 0 */
	 FatFsCnt++;
	  if(FatFsCnt >= 10)
	  {
		FatFsCnt = 0;
		SDTimer_Handler();
	  }
  /* USER CODE END SysTick_IRQn 0 */
  HAL_IncTick();
  /* USER CODE BEGIN SysTick_IRQn 1 */

  /* USER CODE END SysTick_IRQn 1 */
}
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第 2 出要修改部分：
下面所有的返回的值都修改。

return SD_disk_initialize(pdrv);

return SD_disk_status(pdrv);
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return SD_disk_read(pdrv, buff, sector, count);
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return SD_disk_write(pdrv, buff, sector, count);
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return SD_disk_ioctl(pdrv, cmd, buff);
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这个几个函数是定义在fatfs_sd.h头文件里面，所有不要忘记添加**#include “fatfs_sd.h”**头文件。

4.3 、main.c修改

添加头文件，重定义定义printf。

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "fatfs_sd.h"
#include "string.h"
#include "stdio.h"
#include <stdarg.h>
#define printf(...)  HAL_UART_Transmit((UART_HandleTypeDef *)&huart1, (uint8_t *)u_buf,\
		                                sprintf((char*)u_buf,__VA_ARGS__), 0xFFFF);
uint8_t u_buf[256];
/* USER CODE END Includes */
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定义变量：

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
FATFS fs;  //   文件系统
FIL fil; //  文件
FILINFO fno;  //缓冲
FRESULT fresult;  //  结果
UINT br, bw;  // 文件读/写计数

/**** 相关变量定义 *****/
FATFS *pfs;
DWORD fre_clust;
uint32_t total, free_space;

#define BUFFER_SIZE 128
char buffer[BUFFER_SIZE];  // 存储字符串      缓冲大小

int i=0;

int bufsize (char *buf)
{
	int i=0;
	while (*buf++ != '\0') i++;
	return i;
}
//清除缓冲
void clear_buffer (void)
{
	for (int i=0; i<BUFFER_SIZE; i++) buffer[i] = '\0';
}
//发送字符
void send_uart (char *string)
{
	uint8_t len = strlen (string);
	HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *) string, len, HAL_MAX_DELAY);  // transmit in blocking mode
}


/* USER CODE END 0 */

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添加如下代码，文件的基本操作：
部分截图，详细代码在下面。

 /* USER CODE BEGIN 2 */

  printf("\r\n ****** FatFs Example ******\r\n\r\n");
  HAL_Delay (500);
	fresult = f_mount(&fs, "/", 1); //挂载SD卡
	if (fresult != FR_OK) send_uart ("ERROR!!! in mounting SD CARD...、\r\n");
	else send_uart("SD CARD mounted successfully...\r\n");

	/*************** Card capacity details ********************/

	/* 检查空闲空间 */
	f_getfree("", &fre_clust, &pfs);

	total = (uint32_t)((pfs->n_fatent - 2) * pfs->csize * 0.5);
	sprintf (buffer, "SD CARD Total Size: \t%lu\r\n",total);
	send_uart(buffer);
	clear_buffer();
	free_space = (uint32_t)(fre_clust * pfs->csize * 0.5);
	sprintf (buffer, "SD CARD Free Space: \t%lu\r\n",free_space);
	send_uart(buffer);
	clear_buffer();

	/************* 下面的操作是使用PUT和GET 文件写入和读取  *********************/

	/* 打开文件来写入，如果它不存在创建文件写入*/
	fresult = f_open(&fil, "file1.txt", FA_OPEN_ALWAYS | FA_READ | FA_WRITE);

	/* 写入 */
	f_puts("This data is from the FILE1.txt. And it was written using ...f_puts... ", &fil);//写入文字

	/* 关闭文件 */
	fresult = f_close(&fil);

	if (fresult == FR_OK)send_uart ("File1.txt created and the data is written \r\n");

	/* Open file to read */
	fresult = f_open(&fil, "file1.txt", FA_READ);

	/* 从文件中读取字符串 */
	f_gets(buffer, f_size(&fil), &fil);//读取文件

	send_uart("File1.txt is opened and it contains the data as shown below \r\n");
	send_uart(buffer);
	send_uart("\r\n\r\n");

	/* 关闭文件*/
	f_close(&fil);
	/*  清除缓冲 */
	clear_buffer();

	/**************** 下面的操作是使用f_write和f_read**************************/

	/* 使用读写访问创建第二个文件并打开它 */
	fresult = f_open(&fil, "file2.txt", FA_CREATE_ALWAYS | FA_WRITE);

	/* 写入 */
	strcpy (buffer, "This is File2.txt, written using ...f_write... and it says Hello from Controllerstech\r\n");

	fresult = f_write(&fil, buffer, bufsize(buffer), &bw);//写入缓冲文件

	send_uart ("File2.txt created and data is written \r\n");

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



	// 清除缓冲区以显示从文件中获得的结果
	clear_buffer();

	/* 打开第二个文件读取 */
	fresult = f_open(&fil, "file2.txt", FA_READ);
	if (fresult == FR_OK)send_uart ("file2.txt is open and the data is shown below \r\n");

	/* 从文件中读取数据
	 * 请参阅参数的函数详细信息 */
	f_read (&fil, buffer, f_size(&fil), &br);
	send_uart(buffer);
	send_uart("\r\n");

	/* 关闭文件 */
	f_close(&fil);

	clear_buffer();


	/*********************更新现有文件 ***************************/

	/* 用写访问打开文件*/
	fresult = f_open(&fil, "file2.txt", FA_OPEN_EXISTING | FA_READ | FA_WRITE);

	/* 移动到文件末尾的偏移量 */
	fresult = f_lseek(&fil, f_size(&fil));//使用文件大小作为偏移 在后面继续写入，不覆盖文件

	if (fresult == FR_OK)send_uart ("About to update the file2.txt \r\n");

	/* 将字符串写入文件 */
	fresult = f_puts("This is updated data and it should be in the end", &fil);

	f_close (&fil);

	clear_buffer();

	/* 打开以读取文件 */
	fresult = f_open (&fil, "file2.txt", FA_READ);

	/* 从文件中读取字符串*/
	fresult = f_read (&fil, buffer, f_size(&fil), &br);
	if (fresult == FR_OK)send_uart ("Below is the data from updated file2.txt \r\n");
	send_uart(buffer);
	send_uart("\r\n");

	/* 关闭文件 */
	f_close(&fil);

	clear_buffer();


	/*************************从目录中删除文件****************************/

	fresult = f_unlink("/file1.txt");
	if (fresult == FR_OK) send_uart("file1.txt removed successfully...\r\n");

	fresult = f_unlink("/file2.txt");
	if (fresult == FR_OK) send_uart("file2.txt removed successfully...\r\n");

	/* 卸载SD卡 */
	fresult = f_mount(NULL, "/", 1);
	if (fresult == FR_OK) send_uart ("SD CARD UNMOUNTED successfully...\r\n");
  /* USER CODE END 2 */
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文件系统FatFs代码移植就结束了，通过在串口查看信息验证是否移植成功。最后附上工程文件：https://wwa.lanzous.com/i1kzxgdiqve
下载:密码:9rwi
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