基于STM32完成FATFS文件系统移植与运用
一、环境介绍 主控mcu: stm32f103zet6
stm32程序开发ide: keil5
stm32程序风格: 采用寄存器方式开发，注释齐全，执行效率高，方便移植
硬件包含: 一块stm32f103zet6系统板、一个spi接口的sd卡卡槽模块、一张sd卡
这篇文章主要演示fatfs文件系统如何移植到自己的工程，并完成文件的读写。
因为sd卡采用的是spi模拟时序，所以，其他单片机一样可以照着移植，代码都可以复制粘贴的。
二、fatfs文件系统介绍 2.1 fatfs简介 fatfs 是一种完全免费开源的 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台独立性，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。
2.2 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 2.3 移植性 fatfs模块是ansi c(c89)编写的。 没有平台的依赖, 编译器只要符合ansi c标准就可以编译。
fatf模块假设大小的字符/短/长8/16/32位和int是16或32位。 这些数据类型在integer.h文件中定义。这些数据类型在大多数的编译器中定义都符合要求。 如果现有的定义与编译器有任何冲突发生时，需要自己解决。
2.4 源码下载 fatfs文件系统官网下载地址：http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html
这是在stm32上移植好的工程，可以直接下载使用，这个只要是stm32f103系列的所以芯片都可以使用工程: https://download.csdn.net/download/xiaolong1126626497/19687693
fatfs有两个版本，一个大版本，一个小版本。小版本主要用于8位机(内存小)使用。
下载图：
2.5 fatfs源码文件介绍 将下载的源码解压后可以得到两个文件夹： doc 和 src。 doc 里面主要是对 fatfs 的介绍(离线文档—英文和日文)，而 src 里面才是我们需要的源码。
其中，与平台无关的是：
ffconf.h fatfs配置文件
ff.h 应用层头文件
ff.c 应用层源文件
diskio.h 硬件层头文件
interger.h 数据类型定义头文件
option 可选的外部功能（比如支持中文等）
与平台相关的代码：
diskio.c 底层接口文件（需要用户提供）
fatfs 模块在移植的时候，我们一般只需要修改 2 个文件，即 ffconf.h 和 diskio.c。
fatfs模块的所有配置项都是存放在 ffconf.h 里面，我们可以通过配置里面的一些选项，来满足自己的需求。
fatfs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，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。
中间层 fatfs 模块， 实现了 fat 文件读／写协议。 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。
需要我们编写移植代码的是 fatfs 模块提供的底层接口，它包括存储媒介读／写接口 （ disk、i/o） 和供给文件创建修改时间的实时时钟。
三、 移植fatfs文件系统 移植之前，首先得准备一个能正常编译的工程，并且工程里有sd卡的驱动代码，提供了读写扇区这些函数才能进行fatfs文件系统的正常移植。
关于如何编写sd卡驱动，sd卡的时序介绍、命令介绍等知识点下篇文章再讲解。这篇文章重点是fatfs文件系统的移植过程。
3.1 新建工程 fatfs文件系统源码下载下来，解压之后，移植修改的步骤如下：
打开keil工程，添加fatfs文件源码：
加入.h文件主要是方便配。cc936.c 用于支持中文。
3.2 修改diskio.c文件
注释掉现在不需要的用到的文件，因为我们现在用的是sd卡，与usb，ata，mmc卡没关系。
并加入一个新的宏 :
#define sd 0
定义sd卡的物理驱动器号为0。
修改 disk_status函数，该函数主要是用来获取磁盘状态。现在未用到，可以直接函数体内代码删除。
修改截图：
代码示例：
#include diskio.h /* fatf底层api */
#include sd.h /* sd卡驱动头文件 */
/* 定义每个驱动器的物理驱动器号*/
#define sd 0
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* 获取设备(磁盘)状态 */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
dstatus disk_status (
byte pdrv /* 物理驱动识别 */
)
{
return 0; //该函数现在无需用到，直接返回0
}
修改disk_initialize函数，添加sd卡的初始化，其他不用到的代码直接删掉，该函数成功返回0，失败返回1。
修改截图：
代码示例：
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* 初始化磁盘驱动 */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
dstatus disk_initialize (
byte pdrv /* 物理驱动识别 */
)
{
dstatus stat;
int result;
switch (pdrv) {
case sd : //选择sd卡
stat=sd_init(); //初始化sd卡-用户自己提供
}
if(stat)return sta_noinit; //磁盘未初始化
return 0; //初始化成功
}
修改disk_read函数，加入sd卡读任意扇区的函数(需要用户自己提供)，其他不用到的选项可以删掉。
修改代码如下：
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* 读扇区 */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
dresult disk_read (
byte pdrv, /* 物理驱动编号 - 范围0-9*/
byte *buff, /* 数据缓冲区存储读取数据 */
dword sector, /* 扇区地址*/
uint count /* 需要读取的扇区数*/
)
{
dresult res;
int result;
switch (pdrv) {
case sd:
res=sd_read_data((u8*)buff,sector,count); //读sd扇区函数--用户提供
return res; //在此处可以判错误
}
return res_parerr; //无效参数
}
修改disk_write 函数，添加写扇区函数：
代码：
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* 写扇区 */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
#if _use_write
dresult disk_write (
byte pdrv, /* 物理驱动号*/
const byte *buff, /* 要写入数据的首地址 */
dword sector, /* 扇区地址 */
uint count /* 扇区数量*/
)
{
dresult res;
int result;
switch (pdrv) {
case sd:
res=sd_write_data((u8*)buff,sector,count); //写入扇区
return res;
}
return res_parerr; //无效参数
}
#endif
修改disk_ioctl 函数，填充ioctl命令功能。这些功能是标准的命令，在diskio.h有定义。
代码如下：
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* 其他函数 */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
#if _use_ioctl
dresult disk_ioctl (
byte pdrv, /* 物理驱动号 */
byte cmd, /* 控制码 */
void *buff /* 发送/接收数据缓冲区地址 */
)
{
dresult res;
int result;
switch (pdrv) {
case sd:
switch(cmd)
{
case ctrl_sync: //等待写过程
sd_cs(0); //选中sd卡
if(sd_wait_ready())result = res_error;/*等待卡准备好*/
else res = res_ok; //成功
sd_cs(1); //释放sd卡
break;
case get_sector_size://获取扇区大小
*(dword*)buff = 512;
res = res_ok; //成功
break;
case get_block_size: //获取块大小
*(word*)buff = 8; //块大小(扇区为单位)，一块等于8个扇区
res = res_ok;
break;
case get_sector_count: //获取总扇区数量
*(dword*)buff = sd_get_sector_count();
res = res_ok;
break;
default: //命令错误
res = res_parerr;
break;
}
return res;
}
return res_parerr; //返回状态
}
diskio.c 文件修改完整代码：
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* 低级别磁盘i / o模块框架fatf(c)chan)2014
*存储控制模块fatf模块定义了一个api。 */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
#include diskio.h /* fatf底层api */
#include sd.h /* sd卡驱动头文件 */
/* 定义每个驱动器的物理驱动器号*/
#define sd 0
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* 获取设备(磁盘)状态 */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
dstatus disk_status (
byte pdrv /* 物理驱动识别 */
)
{
return 0; //该函数现在无需用到，直接返回0
}
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* 初始化磁盘驱动 */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
dstatus disk_initialize (
byte pdrv /* 物理驱动识别 */
)
{
dstatus stat;
int result;
switch (pdrv) {
case sd : //选择sd卡
stat=sd_init(); //初始化sd卡-用户自己提供
}
if(stat)return sta_noinit; //磁盘未初始化
return 0; //初始化成功
}
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* 读扇区 */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
dresult disk_read (
byte pdrv, /* 物理驱动编号 - 范围0-9*/
byte *buff, /* 数据缓冲区存储读取数据 */
dword sector, /* 扇区地址*/
uint count /* 需要读取的扇区数*/
)
{
dresult res;
int result;
switch (pdrv) {
case sd:
res=sd_read_data((u8*)buff,sector,count); //读sd扇区函数--用户提供
return res; //在此处可以判错误
}
return res_parerr; //无效参数
}
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* 写扇区 */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
#if _use_write
dresult disk_write (
byte pdrv, /* 物理驱动号*/
const byte *buff, /* 要写入数据的首地址 */
dword sector, /* 扇区地址 */
uint count /* 扇区数量*/
)
{
dresult res;
int result;
switch (pdrv) {
case sd:
res=sd_write_data((u8*)buff,sector,count); //写入扇区
return res;
}
return res_parerr; //无效参数
}
#endif
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* 其他函数 */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
#if _use_ioctl
dresult disk_ioctl (
byte pdrv, /* 物理驱动号 */
byte cmd, /* 控制码 */
void *buff /* 发送/接收数据缓冲区地址 */
)
{
dresult res;
int result;
switch (pdrv) {
case sd:
switch(cmd)
{
case ctrl_sync: //等待写过程
sd_cs(0); //选中sd卡
if(sd_wait_ready())result = res_error;/*等待卡准备好*/
else res = res_ok; //成功
sd_cs(1); //释放sd卡
break;
case get_sector_size://获取扇区大小
*(dword*)buff = 512;
res = res_ok; //成功
break;
case get_block_size: //获取块大小
*(word*)buff = 8; //块大小--一块等于8个扇区
res = res_ok;
break;
case get_sector_count: //获取总扇区数量
*(dword*)buff = sd_get_sector_count();
res = res_ok;
break;
default: //命令错误
res = res_parerr;
break;
}
return res;
}
return res_parerr; //返回状态
}
#endif
//返回fatfs时间
//获得时间
dword get_fattime (void)
{
return (dword)(2017-1980)<<25| //年
7<<21| //月
27<<16| //日
12<<11| //时
13< 0:启用文件锁定功能。值定义了多少文件/子目录
可以同时打开的/文件锁的控制之下。注意,这个文件独立于re-entrancy /锁功能。 */
#define _fs_reentrant 0
#define _fs_timeout 1000
#define _sync_t handle
/* _fs_reentrant选项开关re-entrancy fatf的(线程安全)
/模块本身。注意,不管这个选项,文件访问不同
/体积始终是凹角和音量控制功能,f_mount(),f_mkfs()
/和f_fdisk()函数,总是不凹角。只有文件/目录的访问
/相同的体积是这个功能的控制。
/
/ 0:禁用re-entrancy。_fs_timeout和_sync_t没有效果。
/ 1:启用re-entrancy。还提供用户同步处理程序,
/ ff_req_grant(),ff_rel_grant(),ff_del_syncobj()和ff_cre_syncobj()
/函数,必须添加到项目中。样品中可用
/选项
/ syscall.c。
/
/ _fs_timeout定义超时时间单位的滴答声。
/ _sync_t定义了o
/ s依赖同步对象类型。例如处理、id、os_event *
/ semaphorehandle_t等. .o / s的头文件定义需要
/包括在ff.c的范围。 */
#define _word_access 0
/* _word_access选项是一个只有依赖于平台的选择。
它定义了这个词/访问方法是用来体积上的数据。
/
/ 0:逐字节的访问。总是兼容所有平台。
/ 1:词的访问。不要选择这个,除非在下列条件。
/
/ *地址对齐内存访问总是允许所有指令。
/ *字节顺序的记忆是低位优先。
/
/如果是这样的情况,_word_access也可以减少代码的大小设置为1。
/下表显示允许设置某种类型的处理器。
/
/ arm7tdmi 0 *2 coldfire 0 *1 v850e 0 *2
/ cortex-m3 0 *3 z80 0/1 v850es 0/1
/ cortex-m0 0 *2 x86 0/1 tlcs-870 0/1
/ avr 0/1 rx600(le) 0/1 tlcs-900 0/1
/ avr32 0 *1 rl78 0 *2 r32c 0 *2
/ pic18 0/1 sh-2 0 *1 m16c 0/1
/ pic24 0 *2 h8s 0 *1 msp430 0 *2
/ pic32 0 *1 h8/300h 0 *1 8051 0/1
/
/
* 1:高位优先。/
* 2:不支持不连续的内存访问。/
* 3:一些编译器生成ldm(逻辑磁盘管理器 ) / stm mem_cpy(内存拷贝)函数。
*/
3.4 实现动态内存分配函数与时间函数 ff.h文件有动态内存的释放，动态内存申请，时间获取函数接口。
在diskio.c文件实现函数功能：
代码实现如下：
//动态内存分配
void* ff_memalloc (uint msize) /* 分配内存块 */
{
return (void*)malloc(msize); //分配空间
}
//动态内存释放
void ff_memfree (void* mblock) /* 空闲内存块 */
{
free(mblock); //释放空间
}
//返回fatfs时间
//获得时间
dword get_fattime (void)
{
//get_rtc_timer(); //获取一次rtc时间
return (rtc_timer.year-1980)<<25| //年
rtc_timer.month<<21| //月
rtc_timer.day<<16| //日
rtc_timer.hour<<11| //时
rtc_timer.minute<<5| //分
rtc_timer.sec; //秒
}
/*
return value
currnet local time is returned with packed into a dword value. the bit field is as follows:
bit31:25
year origin from the 1980 (0..127)
bit24:21
month (1..12)
bit20:16
day of the month(1..31)
bit15:11
hour (0..23)
bit10:5
minute (0..59)
bit4:0
second / 2 (0..29)
*/
3.5 修改堆栈空间 完成了上述的修改，还需要修改堆栈空间，因为长文件支持需要占用堆空间。
修改stm32启动文件如下：
3.6 编译工程测试 修改完毕之后，给开发板插上sd卡，调用api函数在sd卡创建一个文件，并写入数据，测试是否成功：
#include ff.h
fatfs fs; // 用户定义的文件系统结构体
fil file; // 用户定义的文件系统结构体
u8 buff[]=123 知识！！;
int main(void)
{
u32 data; //检测sd卡容量
u8 i,res;
led_init(); //led灯初始化
delay_init();
key_init();
usart1_init(72,115200);
usart2_init(36,115200);
flash_init();
set_font_addr(); //字库地址初始化
fsmc_sram_init();
lcd_init();
rtc_init(); //rtc时钟初始化
while(sd_init()) //检测不到sd卡,sd相关硬件初始化
{
i=!i;
lcd_showstring(60,150,200,16,16,sd card error! please check sd card!!,0xf800);
delay_ms(500);
led1(i)//ds0闪烁
}
f_mount(&fs,0,1); // 注册工作区，驱动器号 0，初始化后其他函数可使用里面的参数
printf(注册工作区！\n);
if(f_mkfs(0,0,4096)) //格式化sd卡
{
printf(格式化失败！！\n);
}
else
{
printf(格式化成功！！\n);
}
res = f_open(&file, /file.c, fa_open_always | fa_read | fa_write);
if(res==0)
{
printf(文件创建成功！！\n);
}
else
{
printf(文件创建失败！！\n);
}
res =f_write(&file,buff,strlen((const char*)buff),&data);
if(res==0)
{
printf(数据写入成功！！\n);
}
else
{
printf(数据写入失败！！\n);
}
printf(成功写入%d字节数据\n,data);
f_close(&file); //关闭文件
//_fs_rpath
while(1)
{
delay_ms(1000);
led1(1);
delay_ms(500);
led1(0);
}
}
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stm32程序风格: 采用寄存器方式开发，注释齐全，执行效率高，方便移植
硬件包含: 一块stm32f103zet6系统板、一个spi接口的sd卡卡槽模块、一张sd卡
这篇文章主要演示fatfs文件系统如何移植到自己的工程，并完成文件的读写。
因为sd卡采用的是spi模拟时序，所以，其他单片机一样可以照着移植，代码都可以复制粘贴的。
二、fatfs文件系统介绍 2.1 fatfs简介 fatfs 是一种完全免费开源的 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台独立性，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。
2.2 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 2.3 移植性 fatfs模块是ansi c(c89)编写的。 没有平台的依赖, 编译器只要符合ansi c标准就可以编译。
fatf模块假设大小的字符/短/长8/16/32位和int是16或32位。 这些数据类型在integer.h文件中定义。这些数据类型在大多数的编译器中定义都符合要求。 如果现有的定义与编译器有任何冲突发生时，需要自己解决。
2.4 源码下载 fatfs文件系统官网下载地址：http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html
这是在stm32上移植好的工程，可以直接下载使用，这个只要是stm32f103系列的所以芯片都可以使用工程: https://download.csdn.net/download/xiaolong1126626497/19687693
fatfs有两个版本，一个大版本，一个小版本。小版本主要用于8位机(内存小)使用。
下载图：
2.5 fatfs源码文件介绍 将下载的源码解压后可以得到两个文件夹： doc 和 src。 doc 里面主要是对 fatfs 的介绍(离线文档—英文和日文)，而 src 里面才是我们需要的源码。
其中，与平台无关的是：
ffconf.h fatfs配置文件
ff.h 应用层头文件
ff.c 应用层源文件
diskio.h 硬件层头文件
interger.h 数据类型定义头文件
option 可选的外部功能（比如支持中文等）
与平台相关的代码：
diskio.c 底层接口文件（需要用户提供）
fatfs 模块在移植的时候，我们一般只需要修改 2 个文件，即 ffconf.h 和 diskio.c。
fatfs模块的所有配置项都是存放在 ffconf.h 里面，我们可以通过配置里面的一些选项，来满足自己的需求。
fatfs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，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。
中间层 fatfs 模块， 实现了 fat 文件读／写协议。 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。
需要我们编写移植代码的是 fatfs 模块提供的底层接口，它包括存储媒介读／写接口 （ disk、i/o） 和供给文件创建修改时间的实时时钟。
三、 移植fatfs文件系统 移植之前，首先得准备一个能正常编译的工程，并且工程里有sd卡的驱动代码，提供了读写扇区这些函数才能进行fatfs文件系统的正常移植。
关于如何编写sd卡驱动，sd卡的时序介绍、命令介绍等知识点下篇文章再讲解。这篇文章重点是fatfs文件系统的移植过程。
3.1 新建工程 fatfs文件系统源码下载下来，解压之后，移植修改的步骤如下：
打开keil工程，添加fatfs文件源码：
加入.h文件主要是方便配。cc936.c 用于支持中文。
3.2 修改diskio.c文件
注释掉现在不需要的用到的文件，因为我们现在用的是sd卡，与usb，ata，mmc卡没关系。
并加入一个新的宏 :
#define sd 0
定义sd卡的物理驱动器号为0。
修改 disk_status函数，该函数主要是用来获取磁盘状态。现在未用到，可以直接函数体内代码删除。
修改截图：
代码示例：
#include diskio.h /* fatf底层api */
#include sd.h /* sd卡驱动头文件 */
/* 定义每个驱动器的物理驱动器号*/
#define sd 0
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* 获取设备(磁盘)状态 */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
dstatus disk_status (
byte pdrv /* 物理驱动识别 */
)
{
return 0; //该函数现在无需用到，直接返回0
}
修改disk_initialize函数，添加sd卡的初始化，其他不用到的代码直接删掉，该函数成功返回0，失败返回1。
修改截图：
代码示例：
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* 初始化磁盘驱动 */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
dstatus disk_initialize (
byte pdrv /* 物理驱动识别 */
)
{
dstatus stat;
int result;
switch (pdrv) {
case sd : //选择sd卡
stat=sd_init(); //初始化sd卡-用户自己提供
}
if(stat)return sta_noinit; //磁盘未初始化
return 0; //初始化成功
}
修改disk_read函数，加入sd卡读任意扇区的函数(需要用户自己提供)，其他不用到的选项可以删掉。
修改代码如下：
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* 读扇区 */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
dresult disk_read (
byte pdrv, /* 物理驱动编号 - 范围0-9*/
byte *buff, /* 数据缓冲区存储读取数据 */
dword sector, /* 扇区地址*/
uint count /* 需要读取的扇区数*/
)
{
dresult res;
int result;
switch (pdrv) {
case sd:
res=sd_read_data((u8*)buff,sector,count); //读sd扇区函数--用户提供
return res; //在此处可以判错误
}
return res_parerr; //无效参数
}
修改disk_write 函数，添加写扇区函数：
代码：
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* 写扇区 */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
#if _use_write
dresult disk_write (
byte pdrv, /* 物理驱动号*/
const byte *buff, /* 要写入数据的首地址 */
dword sector, /* 扇区地址 */
uint count /* 扇区数量*/
)
{
dresult res;
int result;
switch (pdrv) {
case sd:
res=sd_write_data((u8*)buff,sector,count); //写入扇区
return res;
}
return res_parerr; //无效参数
}
#endif
修改disk_ioctl 函数，填充ioctl命令功能。这些功能是标准的命令，在diskio.h有定义。
代码如下：
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* 其他函数 */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
#if _use_ioctl
dresult disk_ioctl (
byte pdrv, /* 物理驱动号 */
byte cmd, /* 控制码 */
void *buff /* 发送/接收数据缓冲区地址 */
)
{
dresult res;
int result;
switch (pdrv) {
case sd:
switch(cmd)
{
case ctrl_sync: //等待写过程
sd_cs(0); //选中sd卡
if(sd_wait_ready())result = res_error;/*等待卡准备好*/
else res = res_ok; //成功
sd_cs(1); //释放sd卡
break;
case get_sector_size://获取扇区大小
*(dword*)buff = 512;
res = res_ok; //成功
break;
case get_block_size: //获取块大小
*(word*)buff = 8; //块大小(扇区为单位)，一块等于8个扇区
res = res_ok;
break;
case get_sector_count: //获取总扇区数量
*(dword*)buff = sd_get_sector_count();
res = res_ok;
break;
default: //命令错误
res = res_parerr;
break;
}
return res;
}
return res_parerr; //返回状态
}
diskio.c 文件修改完整代码：
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* 低级别磁盘i / o模块框架fatf(c)chan)2014
*存储控制模块fatf模块定义了一个api。 */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
#include diskio.h /* fatf底层api */
#include sd.h /* sd卡驱动头文件 */
/* 定义每个驱动器的物理驱动器号*/
#define sd 0
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* 获取设备(磁盘)状态 */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
dstatus disk_status (
byte pdrv /* 物理驱动识别 */
)
{
return 0; //该函数现在无需用到，直接返回0
}
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* 初始化磁盘驱动 */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
dstatus disk_initialize (
byte pdrv /* 物理驱动识别 */
)
{
dstatus stat;
int result;
switch (pdrv) {
case sd : //选择sd卡
stat=sd_init(); //初始化sd卡-用户自己提供
}
if(stat)return sta_noinit; //磁盘未初始化
return 0; //初始化成功
}
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* 读扇区 */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
dresult disk_read (
byte pdrv, /* 物理驱动编号 - 范围0-9*/
byte *buff, /* 数据缓冲区存储读取数据 */
dword sector, /* 扇区地址*/
uint count /* 需要读取的扇区数*/
)
{
dresult res;
int result;
switch (pdrv) {
case sd:
res=sd_read_data((u8*)buff,sector,count); //读sd扇区函数--用户提供
return res; //在此处可以判错误
}
return res_parerr; //无效参数
}
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* 写扇区 */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
#if _use_write
dresult disk_write (
byte pdrv, /* 物理驱动号*/
const byte *buff, /* 要写入数据的首地址 */
dword sector, /* 扇区地址 */
uint count /* 扇区数量*/
)
{
dresult res;
int result;
switch (pdrv) {
case sd:
res=sd_write_data((u8*)buff,sector,count); //写入扇区
return res;
}
return res_parerr; //无效参数
}
#endif
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* 其他函数 */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
#if _use_ioctl
dresult disk_ioctl (
byte pdrv, /* 物理驱动号 */
byte cmd, /* 控制码 */
void *buff /* 发送/接收数据缓冲区地址 */
)
{
dresult res;
int result;
switch (pdrv) {
case sd:
switch(cmd)
{
case ctrl_sync: //等待写过程
sd_cs(0); //选中sd卡
if(sd_wait_ready())result = res_error;/*等待卡准备好*/
else res = res_ok; //成功
sd_cs(1); //释放sd卡
break;
case get_sector_size://获取扇区大小
*(dword*)buff = 512;
res = res_ok; //成功
break;
case get_block_size: //获取块大小
*(word*)buff = 8; //块大小--一块等于8个扇区
res = res_ok;
break;
case get_sector_count: //获取总扇区数量
*(dword*)buff = sd_get_sector_count();
res = res_ok;
break;
default: //命令错误
res = res_parerr;
break;
}
return res;
}
return res_parerr; //返回状态
}
#endif
//返回fatfs时间
//获得时间
dword get_fattime (void)
{
return (dword)(2017-1980)<<25| //年
7<<21| //月
27<<16| //日
12<<11| //时
13< 0:启用文件锁定功能。值定义了多少文件/子目录
可以同时打开的/文件锁的控制之下。注意,这个文件独立于re-entrancy /锁功能。 */
#define _fs_reentrant 0
#define _fs_timeout 1000
#define _sync_t handle
/* _fs_reentrant选项开关re-entrancy fatf的(线程安全)
/模块本身。注意,不管这个选项,文件访问不同
/体积始终是凹角和音量控制功能,f_mount(),f_mkfs()
/和f_fdisk()函数,总是不凹角。只有文件/目录的访问
/相同的体积是这个功能的控制。
/
/ 0:禁用re-entrancy。_fs_timeout和_sync_t没有效果。
/ 1:启用re-entrancy。还提供用户同步处理程序,
/ ff_req_grant(),ff_rel_grant(),ff_del_syncobj()和ff_cre_syncobj()
/函数,必须添加到项目中。样品中可用
/选项
/ syscall.c。
/
/ _fs_timeout定义超时时间单位的滴答声。
/ _sync_t定义了o
/ s依赖同步对象类型。例如处理、id、os_event *
/ semaphorehandle_t等. .o / s的头文件定义需要
/包括在ff.c的范围。 */
#define _word_access 0
/* _word_access选项是一个只有依赖于平台的选择。
它定义了这个词/访问方法是用来体积上的数据。
/
/ 0:逐字节的访问。总是兼容所有平台。
/ 1:词的访问。不要选择这个,除非在下列条件。
/
/ *地址对齐内存访问总是允许所有指令。
/ *字节顺序的记忆是低位优先。
/
/如果是这样的情况,_word_access也可以减少代码的大小设置为1。
/下表显示允许设置某种类型的处理器。
/
/ arm7tdmi 0 *2 coldfire 0 *1 v850e 0 *2
/ cortex-m3 0 *3 z80 0/1 v850es 0/1
/ cortex-m0 0 *2 x86 0/1 tlcs-870 0/1
/ avr 0/1 rx600(le) 0/1 tlcs-900 0/1
/ avr32 0 *1 rl78 0 *2 r32c 0 *2
/ pic18 0/1 sh-2 0 *1 m16c 0/1
/ pic24 0 *2 h8s 0 *1 msp430 0 *2
/ pic32 0 *1 h8/300h 0 *1 8051 0/1
/
/
* 1:高位优先。/
* 2:不支持不连续的内存访问。/
* 3:一些编译器生成ldm(逻辑磁盘管理器 ) / stm mem_cpy(内存拷贝)函数。
*/
3.4 实现动态内存分配函数与时间函数 ff.h文件有动态内存的释放，动态内存申请，时间获取函数接口。
在diskio.c文件实现函数功能：
代码实现如下：
//动态内存分配
void* ff_memalloc (uint msize) /* 分配内存块 */
{
return (void*)malloc(msize); //分配空间
}
//动态内存释放
void ff_memfree (void* mblock) /* 空闲内存块 */
{
free(mblock); //释放空间
}
//返回fatfs时间
//获得时间
dword get_fattime (void)
{
//get_rtc_timer(); //获取一次rtc时间
return (rtc_timer.year-1980)<<25| //年
rtc_timer.month<<21| //月
rtc_timer.day<<16| //日
rtc_timer.hour<<11| //时
rtc_timer.minute<<5| //分
rtc_timer.sec; //秒
}
/*
return value
currnet local time is returned with packed into a dword value. the bit field is as follows:
bit31:25
year origin from the 1980 (0..127)
bit24:21
month (1..12)
bit20:16
day of the month(1..31)
bit15:11
hour (0..23)
bit10:5
minute (0..59)
bit4:0
second / 2 (0..29)
*/
3.5 修改堆栈空间 完成了上述的修改，还需要修改堆栈空间，因为长文件支持需要占用堆空间。
修改stm32启动文件如下：
3.6 编译工程测试 修改完毕之后，给开发板插上sd卡，调用api函数在sd卡创建一个文件，并写入数据，测试是否成功：
#include ff.h
fatfs fs; // 用户定义的文件系统结构体
fil file; // 用户定义的文件系统结构体
u8 buff[]=123 知识！！;
int main(void)
{
u32 data; //检测sd卡容量
u8 i,res;
led_init(); //led灯初始化
delay_init();
key_init();
usart1_init(72,115200);
usart2_init(36,115200);
flash_init();
set_font_addr(); //字库地址初始化
fsmc_sram_init();
lcd_init();
rtc_init(); //rtc时钟初始化
while(sd_init()) //检测不到sd卡,sd相关硬件初始化
{
i=!i;
lcd_showstring(60,150,200,16,16,sd card error! please check sd card!!,0xf800);
delay_ms(500);
led1(i)//ds0闪烁
}
f_mount(&fs,0,1); // 注册工作区，驱动器号 0，初始化后其他函数可使用里面的参数
printf(注册工作区！\n);
if(f_mkfs(0,0,4096)) //格式化sd卡
{
printf(格式化失败！！\n);
}
else
{
printf(格式化成功！！\n);
}
res = f_open(&file, /file.c, fa_open_always | fa_read | fa_write);
if(res==0)
{
printf(文件创建成功！！\n);
}
else
{
printf(文件创建失败！！\n);
}
res =f_write(&file,buff,strlen((const char*)buff),&data);
if(res==0)
{
printf(数据写入成功！！\n);
}
else
{
printf(数据写入失败！！\n);
}
printf(成功写入%d字节数据\n,data);
f_close(&file); //关闭文件
//_fs_rpath
while(1)
{
delay_ms(1000);
led1(1);
delay_ms(500);
led1(0);
}
}
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