FATS文件系統(tǒng)移植經(jīng)驗

1、STM32 FatFS 移植經(jīng)驗分享STM32中 FatFS移植前言與廢話 做項目時網(wǎng)找資料，不會的東西上網(wǎng)查閱一下多半可以解決，一些尚未解決的問題也會有所啟發(fā)。最近由于項目的需要，仔細閱讀了SD卡相關內(nèi)容，順藤摸瓜學習FatFS。網(wǎng)上關于SD卡和FatFS的內(nèi)容非常的多，重復的部分我就不介紹了，我把移植和使用部分的經(jīng)驗和大家分享一下。剛開始的時候，我找來一些現(xiàn)成的代碼研究一下，不用說看的是一頭霧水?？碏atFS示例代碼，也不知如何移植。最后還是下定決心，慢慢的閱讀FatFS的相關文檔和范例代碼，對于移植部分一點一點的研究，相信一定會有所收獲。 一、硬件準備 開始移植之前，你必須要有一塊SD卡

2、。從形狀上來說，有普通的SD卡，有很小的microSD卡，microSD卡就是手機中長見的TF卡。購買microSD卡的時候，往往會附帶一個SD卡套，那么小個頭的microSD卡就變成了普通的SD卡，接口都是一樣的。 但是還是您注意了，建議大家購買2G以下的SD卡（如果可以的話，買個128M的SD卡就可以達到實驗的效果，價格也非常便宜）。剛開始移植的時候，我使用了4G的SD卡，但是發(fā)現(xiàn)程序無法完成SD卡的初始化。查閱網(wǎng)上相關的資料，發(fā)現(xiàn)SD卡技術已2G作為分界線，大于或者等于4G的卡屬于高速SD卡，和小于或者等于4G的SD卡略有區(qū)別。二、軟件準備 在進行移植之前，先編寫一些最簡單的STM32程

3、序。在調(diào)試之前，我都會完成USART的初始化和發(fā)送函數(shù)，通過串口把STM32的運行狀態(tài)打印出來，這樣配合Jlink硬件調(diào)試，可以很快的找到錯誤。由于SD卡可以使用SPI進行讀寫操作，所以還需要完成SPI的初始化工作。 先來說一下USART的操作，我個人比較喜歡使用系統(tǒng)的printf函數(shù)，所以還需要引入stdio頭文件。在IAR中必須設定option的某個選項。如下圖所示。 2012-4-3 16:51 上傳下載附件 (85.65 KB) 除了完成USART的初始化工作以外，還需要重寫fputc函數(shù)，具體的代碼如下。1. int fputc(int ch, FILE * f)2. 3. USAR

4、T_SendData(USART1, (uint8_t)ch);4. while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) = RESET ); 5. return ch;6. 復制代碼然后說一下SPI的初始化工作。閱讀網(wǎng)上的代碼，發(fā)現(xiàn)STM32 V2的庫函數(shù)和V3函數(shù)中，關于SPI端口初始化的部分還是有些出入的。 V2庫中，把SCK，MOSI，MISO全部設置為復用輸出。而V3庫中，SCK，MOSI設置為復用輸出，而MISO設置為浮動輸入。在SD的SPI接口中，SCK，MOSI和MOSI，甚至包括CS都使用了上拉電阻。您需要注意一下幾點1. 沒有

5、上拉電阻時 MISO應該如何設置由于我的開發(fā)板中沒有使用上拉電阻，若設定MISO為浮動輸入的話，或許會有某些問題，由于SD卡的輸出端口驅(qū)動能力很弱，很有可能就接收不到返回數(shù)據(jù)，事實也正是如此。所以MISO最后被我甚至成了上拉輸入模式，具體的代碼如下。（所以還是要相信過來人的電路圖，老實的加一個上拉電阻。）2. SPI的模式應該如何選擇 SPI的速度不能太快，在初始化時時鐘設為400k以下為宜。3. SPI的速度應該如何選擇 SD卡使用SPI的模式0和模式3，這兩個模式是等價的。1. void SPI1_Config(void)2. 3. /使能APB2上相關時鐘4. /使能SPI時鐘，使能GP

6、IOA時鐘5. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1 |6. RCC_APB2Periph_GPIOA ,ENABLE );7. /定義一個GPIO結(jié)構(gòu)體8. GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure; 9.10. /SPI SCK MOSI11. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_7; 12. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 13. GPIO_InitStructure.GPIO_Mo

7、de = GPIO_Mode_AF_PP;/復用推挽輸出14. GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); 15.16. /SPI MISO17. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6; 18. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 19. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;/上拉輸入20. GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); 21. 22. /自定義SPI結(jié)

8、構(gòu)體23. SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;24. /雙線雙向全雙工25. SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; 26. /主機模式27. SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; 28. /8位幀結(jié)構(gòu)29. SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; 30. /時鐘空閑時為低31. SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_

9、Low; 32. /第一個上升沿捕獲數(shù)據(jù)。模式,033. SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge; 34. /MSS 端口軟件控制，實際沒有使用35. SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; 36. /SPI時鐘72Mhz / 256 = 281.25K 400K37. SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256; 38. /數(shù)據(jù)傳輸高位在前39. SPI_InitStructure.SPI_FirstBit =

10、 SPI_FirstBit_MSB; 40. SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;/41. /初始化SPI142. SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);43. /使能SPI1 44. SPI_Cmd(SPI1, ENABLE); 45. 復制代碼除了初始化操作以外，還需要一個SPI發(fā)送函數(shù)和一個SPI接收函數(shù)。由于SPI是同步通信方式，所以SPI接收函數(shù)，實際上只需要發(fā)送0xFF就可以，具體的代碼如下。1. uint8_t SPI1_SendByte(uint8_t byte)2. 3. /等待發(fā)送緩沖寄存器為空4.

11、 while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) = RESET);5. /發(fā)送數(shù)據(jù)6. SPI_I2S_SendData(SPI1, byte); 7. /等待接收緩沖寄存器為非空8. while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) = RESET);9. /返回從SPI通信中接收到的數(shù)據(jù)10. return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);11. 12. uint8_t SPI1_ReceiveByte()13. 14. /等待發(fā)送緩沖寄存器為空15.

12、while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) = RESET);16. /發(fā)送數(shù)據(jù),通過發(fā)送xff,獲得返回數(shù)據(jù)17. SPI_I2S_SendData(SPI1, 0xff); 18. /等待接收緩沖寄存器為非空19. while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) = RESET);20. /返回從SPI通信中接收到的數(shù)據(jù)21. return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);22. 復制代碼三、移植前的“心靈”準備 “移植”實際上就是研究他人的代碼，你

13、必須敏銳的看清代碼的核心內(nèi)容，了解你必須要做什么，哪一些可以以后再實現(xiàn)。在移植的初步階段，我建議您使用最簡單的方法完成某些內(nèi)容，而不是去重視代碼效率。例如，在移植過程中需要使用到延時函數(shù)，可以使用軟件延時，可以配合Systick延時，甚至可以使用uCOS的延時函數(shù)。但是我建議您在面對選擇的時候選擇最簡單的函數(shù)軟件延時，雖然它不準確效率也不高，但是您可以把更多的精力投入到其他重要的內(nèi)容中去，你會覺得移植是那么簡單，而延時函數(shù)的效率提高是錦上添花的事情。 例如您在移植之前會查看FatFS中關于STM32的移植范例。在該范例中，有關于SD卡插入，SD卡上電控制，SD卡寫保護檢測的函數(shù)。除了這些函數(shù)之

14、外，代碼中通過宏定義的方法，可以選擇使用DMA來傳送SPI數(shù)據(jù)，初始化SD卡時使用低速SPI，讀寫塊的時候使用高速SPI，雖然這些改動讓您覺得代碼強大而高效，但是對您的移植一定用處都沒有。您需要從最簡單的generic開始，如果從這個文件開始，您會覺得移植是那么的簡單，僅需要十幾分鐘。我相信您看完文章就會了，其實非常的簡單。四、移植開始從generic開始 您所需要操作的只是mmcbb文件，里面主要包括SD卡的初始化、讀塊和寫塊函數(shù)。其實修改僅需要三步。 第一步，修改宏定義，添加合適的頭文件，添加延時函數(shù) 第二步，修改多字節(jié)發(fā)送函數(shù) 第三步，修改多字節(jié)接收函數(shù) 下面我通過原代碼和移植代碼的比較

15、，來說明這個移植問題。4.1修改頭文件和宏定義原代碼如下1. /* Include device specific declareation file here */2. #include 3. /* Initialize MMC control port (CS/CLK/DI:output, DO/WP/INS:input) */4. #define INIT_PORT() init_port(); 5. /* Delay n microseconds */6. #define DLY_US(n) dly_us(n); 7.8. #define CS_H() bset(P0) /* Set

16、MMC CS high */9. #define CS_L() bclr(P0) /* Set MMC CS low */10. #define CK_H() bset(P1) /* Set MMC SCLK high */11. #defineCK_L() bclr(P1) /* Set MMC SCLK low */12. #define DI_H() bset(P2) /* Set MMC DI high */13. #define DI_L() bclr(P2) /* Set MMC DI low */14. #define DO btest(P3) /* Get MMC DO val

17、ue (high:true, low:false) */15.16. /* Socket: Card is inserted (yes:true, no:false, default:true) */17. #define INS (1) 18. /* Socket: Card is write protected (yes:true, no:false, default:false) */.19. #define WP (0) 復制代碼=修改后的代碼如下=1. /* Include device specific declareation file here */2. #include st

18、m32f10x.h3. #include spi1.h4. #include 5. /* Initialize MMC control port (CS/CLK/DI:output, DO/WP/INS:input) */6. #define INIT_PORT() init_port(); 7. /* Set MMC CS high */8. #define CS_H() GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_7)9. /* Set MMC CS low */10. #define CS_L() GPIO_ResetBits(GPIOE,GPIO_Pin_7)11. /*

19、Delay n microseconds */12. #define DLY_US(n) dly_us(n); 13. /* Socket: Card is inserted (yes:true, no:false, default:true) */14. #define INS (1) 15. /* Socket: Card is write protected (yes:true, no:false, default:false) */16. #define WP (0) 復制代碼使用STM32時需要包含STM3210x頭文件；spi1.h包括了spi相關操作函數(shù)。修改了CS操作的宏定義。

20、 除了一個宏定義外，還需要些一個延時函數(shù)和一個初始化函數(shù)。延時函數(shù)使用軟件延時，很不精確，但是可以說明問題。初始化函數(shù)，只是配置CS端口，而SPI初始化工作在調(diào)用fatfs API函數(shù)時已完成初始化。（若是SPI初始化也完成了CS的操作，init_port()可以省略）1. /初始化端口2. void init_port()3. 4. /初始化時鐘GPIOE5. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE ,ENABLE );6. /配置GPIOE.77. /定義一個GPIO結(jié)構(gòu)體8. GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructu

21、re; 9. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7; 10. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 11. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;12. GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure); 13. 14. /軟件演示函數(shù)15. void dly_us(uint16_t n)16. 17. for( ; n 0 ; n-)18. for(uint8_t i = 100 ; i 0 ; i-);

22、19. 20.復制代碼4.2 多字節(jié)發(fā)送函數(shù)原代碼和修改后的代碼如下。1. static2. void xmit_mmc (3. const BYTE* buff, /* Data to be sent */4. UINT bc /* Number of bytes to send */5. )6. 7. BYTE d;8. do 9. d = *buff+; /* Get a byte to be sent */10. if (d & 0x80) DI_H(); else DI_L(); /* bit7 */11. CK_H(); CK_L();12. if (d & 0x40) DI_H(

23、); else DI_L(); /* bit6 */13. CK_H(); CK_L();14. if (d & 0x20) DI_H(); else DI_L(); /* bit5 */15. CK_H(); CK_L();16. if (d & 0x10) DI_H(); else DI_L(); /* bit4 */17. CK_H(); CK_L();18. if (d & 0x08) DI_H(); else DI_L(); /* bit3 */19. CK_H(); CK_L();20. if (d & 0x04) DI_H(); else DI_L(); /* bit2 */21

24、. CK_H(); CK_L();22. if (d & 0x02) DI_H(); else DI_L(); /* bit1 */23. CK_H(); CK_L();24. if (d & 0x01) DI_H(); else DI_L(); /* bit0 */25. CK_H(); CK_L();26. while (-bc);27. 28.復制代碼=修改后的代碼=1. static void xmit_mmc (const BYTE* buff, UINT bc)2. 3. BYTE d;4. do 5. /* Get a byte to be sent */6. d = *buff

25、+; 7. /通過SPI發(fā)送8. SPI1_SendByte(d);9. while (-bc);10. 11.復制代碼4.3 多字節(jié)接收函數(shù)原代碼和修改后的代碼如下。1. static2. void rcvr_mmc (3. BYTE *buff, /* Pointer to read buffer */4. UINT bc /* Number of bytes to receive */5. )6. 7. BYTE r;8. DI_H(); /* Send 0xFF */9. do 10. r = 0; if (DO) r+; /* bit7 */11. CK_H(); CK_L();12

26、. r = 1; if (DO) r+; /* bit6 */13. CK_H(); CK_L();14. r = 1; if (DO) r+; /* bit5 */15. CK_H(); CK_L();16. r = 1; if (DO) r+; /* bit4 */17. CK_H(); CK_L();18. r = 1; if (DO) r+; /* bit3 */19. CK_H(); CK_L();20. r = 1; if (DO) r+; /* bit2 */21. CK_H(); CK_L();22. r = 1; if (DO) r+; /* bit1 */23. CK_H(

27、); CK_L();24. r = 1; if (DO) r+; /* bit0 */25. CK_H(); CK_L();26. *buff+ = r; /* Store a received byte */27. while (-bc);28. 29.復制代碼=修改后的函數(shù)=1. static void rcvr_mmc ( BYTE *buff, UINT bc )2. 3. BYTE r;4.5. do 6. /重新賦值7. r = 0; 8. /通過SPI獲得數(shù)據(jù)9. r = SPI1_ReceiveByte();10. /* Store a received byte */11.

28、*buff+ = r; 12. while (-bc);13. 復制代碼在這里多說一句，源代碼中DI_H(); /* Send 0xFF */ 作者的本意應該是把IO設為輸入狀態(tài)，51系列單片機就是這么操作的，但是寫代碼注釋寫成了發(fā)送0xFF，其實并不需要發(fā)送0xFF。到這里就完成了fatfs的STM32移植工作，雖然只有簡單的三步，但是卻花了我整整三天的時間。我想您看了這樣的描述，不知道能否在10分鐘之內(nèi)完成修改。五 FatFS初步使用 接下來就是使用FatFS了，看了這個函數(shù)我找回了當初初學C語言的感覺，打開一個文件，然后讀一些數(shù)據(jù)，然后創(chuàng)建另一個文件，在文件中寫一些數(shù)據(jù)，最后關閉文件。1

29、. int main(void)2. 3. /初始化Systick4. RCC_Config();5. /初始化串口6. USART1_Config();7. /初始化SPI18. SPI1_Config();9. printf(start to read filen);10. /* Register volume work area (never fails) */11. f_mount(0, &fatfs); 12. printf(nOpen a test file (test.txt).n);13. rc = f_open(&fil, test.txt, FA_READ);14. if

30、(rc) die(rc); 15. 16. printf(nType the file content.n);17. for (;) 18. rc = f_read(&fil, buff, sizeof(buff), &br); /* Read a chunk of file */19. if (rc | !br) break; /* Error or end of file */20. for (i = 0; i br; i+) /* Type the data */21. putchar(buffi);22. 23. if (rc) die(rc);24.25. printf(nClose

31、 the file.n);26. rc = f_close(&fil);27. if (rc) die(rc);28.29. printf(nCreate a new file (hello.txt).n);30. rc = f_open(&fil, HELLO.TXT, FA_WRITE | FA_CREATE_ALWAYS);31. if (rc) die(rc);32.33. printf(nWrite a text data. (Hello world!)n);34. rc = f_write(&fil, Hello world!rn, 14, &bw);35. if (rc) die(rc);36. printf(%u bytes written.n, bw);37.38. printf(nClose the file.n);39. rc = f_close(&fil);40. if (rc) die(rc);41. 42. while (1)43. 44. 45. 46.復制代碼如果出現(xiàn)失敗的話，程序會進入die函數(shù)，該函數(shù)會輸出錯誤代碼，并進入一個無限循環(huán)。通過串口的輸出