网站开发怎么兼容浏览器,实业 东莞网站建设,苏州建设交通,怎么给wordpress加背景图1. FATFS文件系统简介
文件系统是操作系统用于明确存储设备或分区上的文件的方法和数据结构#xff08;即在存储设备上组织文件的方法#xff09;。操作系统中负责管理和存储文件信息的软件机构称为文件管理系统#xff0c;简称文件系统#xff1b;不带文件系统的SD卡仅能…1. FATFS文件系统简介
文件系统是操作系统用于明确存储设备或分区上的文件的方法和数据结构即在存储设备上组织文件的方法。操作系统中负责管理和存储文件信息的软件机构称为文件管理系统简称文件系统不带文件系统的SD卡仅能实现简单的读写扇区操作要真正应用SD卡必须要使用文件系统
FATFS文件存储原理以FAT32为例下图为FAT32文件系统布局 簇是文件存储的最小单元FAT32分区大小与对应簇空间大小关系如下表示
分区空间大小簇空间大小每个簇包含的扇区数 8GB4KB8[ 8GB, 16GB )8KB16[ 16GB, 32GB )16KB32 32GB32KB64
例如创建一个50字节的test.txt文件文件大小是50字节但是占用磁盘空间为4096字节一个簇 FATFS是一个完全免费开源专为小型嵌入式系统设计的FATFile 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。支持FAT12/FAT16/FAT32支持多个存储媒介有独立的缓冲区可对多个文件进行读写。兼容Windows文件系统。
FatFs 文件系统的源码可以从 fatfs 官网下载:FatFs - Generic FAT Filesystem Module
FATFS模块的层次结构如下图示 - 最顶层是应用层使用者只需要调用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文件读写协议它提供了 ff.c和 ff.h文件一般情况下不用修改使用时将头文件包含进去即可 - 最底层是FATFS模块的底层接口包括存储媒介读写接口和供给文件创建修改时间的实时时钟需要在移植时编写对应的代码 FATFS源码相关文件介绍如下表示移植FATFS模块时一般只需要修改2个文件即ffconf.h和diskio.c
与平台无关文件描述ffconf.hFATFS模块配置文件ff.hFATFS和应用模块公用的包含文件ff.cFATFS模块diskio.hFATFS和disk I/O模块公用的包含文件interger.h数据类型定义option可选的外部功能比如支持中文
与平台相关文件描述diskio.cFATFS和disk I/O模块接口层文件
FATFS的移植主要分为三步 数据类型在integer.h里面去定义好数据的类型配置通过ffconf.h配置FATFS相关功能函数编写在diskio.c文件中进行底层驱动编写6个接口函数disk_initialize、disk_status、disk_read、disk_write、disk_ioctl、get_fattime 本例程使用的是STM32CubeMX图形化软件配置FATFS只需要简单设置即可以完成以上三步的工作。下图是STM32CubeMX的FATFS底层实现框图 STM32CubeMX生成的代码工程里涉及底层驱动实现的文件主要有以下三个
1、ff_gen_drv.c文件FATFS提供的通用驱动文件的实现 //ff_gen_drv.h文件内容
/*Disk IO Driver structure definition */
typedef struct
{DSTATUS (*disk_initialize) (BYTE); //通过指针指向diskio.c中的disk_initialize()DSTATUS (*disk_status) (BYTE); //通过指针指向diskio.c中的disk_status()DRESULT (*disk_read) (BYTE, BYTE*, DWORD, UINT); //指向disk_read()
#if _USE_WRITE 1 DRESULT (*disk_write) (BYTE, const BYTE*, DWORD, UINT); //指向disk_write()
#endif
#if _USE_IOCTL 1 DRESULT (*disk_ioctl) (BYTE, BYTE, void*); //指向disk_ioctl()
#endif
}Diskio_drvTypeDef;/*brief Global Disk IO Drivers structure definition*/
typedef struct{ uint8_t is_initialized[_VOLUMES]; //磁盘是否初始化Diskio_drvTypeDef *drv[_VOLUMES]; //磁盘的驱动uint8_t lun[_VOLUMES]; //磁盘的编号__IO uint8_t nbr;
}Disk_drvTypeDef;
/* Exported functions ------------------------------------------------------- */
uint8_t FATFS_LinkDriverEx(Diskio_drvTypeDef *drv, char *path, uint8_t lun);
uint8_t FATFS_LinkDriver(Diskio_drvTypeDef *drv, char *path);
uint8_t FATFS_UnLinkDriver(char *path);
uint8_t FATFS_LinkDriverEx(Diskio_drvTypeDef *drv, char *path, BYTE lun);
uint8_t FATFS_UnLinkDriverEx(char *path, BYTE lun);
uint8_t FATFS_GetAttachedDriversNbr(void);
2、sd_diskio.c针对SD底层驱动实现封装成为通用的底层驱动API //sd_diskio.c文件内容
const Diskio_drvTypeDef SD_Driver {SD_initialize, //指向diskio.c中的disk_initialize()SD_status, //指向diskio.c中的disk_status()SD_read, //指向diskio.c中的disk_read()
#if _USE_WRITE 1SD_write, //指向diskio.c中的disk_write()
#endif /* _USE_WRITE 1 */
#if _USE_IOCTL 1SD_ioctl, //指向diskio.c中的disk_ioctl()
#endif /* _USE_IOCTL 1 */
}; //定义Diskio_drvTypeDef类型的SD_Driver/* -------------------以上各函数的实现---------------------------*/
DSTATUS SD_initialize(BYTE lun){Stat STA_NOINIT; if(BSP_SD_Init() MSD_OK){Stat ~STA_NOINIT;}return Stat;
}DSTATUS SD_status(BYTE lun){Stat STA_NOINIT;if(BSP_SD_GetCardState() MSD_OK){Stat ~STA_NOINIT;}return Stat;
}DRESULT SD_read(BYTE lun, BYTE *buff, DWORD sector, UINT count){DRESULT res RES_ERROR;uint32_t timeout 100000;if(BSP_SD_ReadBlocks((uint32_t*)buff,(uint32_t) (sector), count, SD_DATATIMEOUT) MSD_OK){while(BSP_SD_GetCardState()! MSD_OK){if (timeout-- 0)return RES_ERROR;}res RES_OK;} return res;
}#if _USE_WRITE 1
DRESULT SD_write(BYTE lun, const BYTE *buff, DWORD sector, UINT count){DRESULT res RES_ERROR;uint32_t timeout 100000;if(BSP_SD_WriteBlocks((uint32_t*)buff,(uint32_t)(sector),count, SD_DATATIMEOUT) MSD_OK){while(BSP_SD_GetCardState()! MSD_OK){if (timeout-- 0)return RES_ERROR;} res RES_OK;}return res;
}
#endif /* _USE_WRITE 1 */#if _USE_IOCTL 1
DRESULT SD_ioctl(BYTE lun, BYTE cmd, void *buff){DRESULT res RES_ERROR;BSP_SD_CardInfo CardInfo; if (Stat STA_NOINIT) return RES_NOTRDY; switch (cmd){/* Make sure that no pending write process */case CTRL_SYNC :res RES_OK;break;/* Get number of sectors on the disk (DWORD) */case GET_SECTOR_COUNT :BSP_SD_GetCardInfo(CardInfo);*(DWORD*)buff CardInfo.LogBlockNbr;res RES_OK;break;/* Get R/W sector size (WORD) */case GET_SECTOR_SIZE :BSP_SD_GetCardInfo(CardInfo);*(WORD*)buff CardInfo.LogBlockSize;res RES_OK;break;/* Get erase block size in unit of sector (DWORD) */case GET_BLOCK_SIZE :BSP_SD_GetCardInfo(CardInfo);*(DWORD*)buff CardInfo.LogBlockSize;res RES_OK;break;default:res RES_PARERR;} return res;
}
#endif /* _USE_IOCTL 1 */
3、bsp_driver_sd.cHAL库的二次封装将基于SD卡的操作都在该文件下实现 //bsp_driver_sd.h文件内容
uint8_t BSP_SD_Init(void);
uint8_t BSP_SD_ITConfig(void);
void BSP_SD_DetectIT(void);
void BSP_SD_DetectCallback(void);
uint8_t BSP_SD_ReadBlocks(uint32_t *pData, uint32_t ReadAddr, uint32_t NumOfBlocks, uint32_t Timeout);
uint8_t BSP_SD_WriteBlocks(uint32_t *pData, uint32_t WriteAddr, uint32_t NumOfBlocks, uint32_t Timeout);
uint8_t BSP_SD_ReadBlocks_DMA(uint32_t *pData, uint32_t ReadAddr, uint32_t NumOfBlocks);
uint8_t BSP_SD_WriteBlocks_DMA(uint32_t *pData, uint32_t WriteAddr, uint32_t NumOfBlocks);
uint8_t BSP_SD_Erase(uint32_t StartAddr, uint32_t EndAddr);
void BSP_SD_IRQHandler(void);
void BSP_SD_DMA_Tx_IRQHandler(void);
void BSP_SD_DMA_Rx_IRQHandler(void);
uint8_t BSP_SD_GetCardState(void);
void BSP_SD_GetCardInfo(HAL_SD_CardInfoTypeDef *CardInfo);
uint8_t BSP_SD_IsDetected(void);
void BSP_SD_AbortCallback(void);
void BSP_SD_WriteCpltCallback(void);
void BSP_SD_ReadCpltCallback(void);
FATFS提供的应用接口如下图示 下面简单介绍几个常用操作函数
f_mount在FATFS模块上注册/注销一个工作区文件系统对象 FRESULT f_mount(FATFS* fs, const TCHAR* path, BYTE opt);
参数-- fsfs工作区文件系统对象指针如果赋值为 NULL 可以取消物理设备挂载path注册/注销工作区的逻辑设备编号使用设备根路径表示opt注册或注销选项可选0或10表示不立即挂载1表示立即挂载
f_mkfs格式化物理设备 FRESULT f_mkfs(const TCHAR* path, BYTE sfd, UINT au);
参数-- path逻辑设备编号使用设备根路径表示sfd0或1,0表示为硬盘设备1表示为软盘设备au指定扇区大小若为0表示通过disk_ioctl函数获取
f_open创建/打开一个文件对象 FRESULT f_open(FIL* fp, const TCHAR* path, BYTE mode);
参数-- fp将创建或打开的文件对象指针path文件名指针指定将创建或打开的文件名包含文件类型后缀名mode访问类型和打开方法
mode可选值
FA_READ 指定读访问对象。可以从文件中读取数据。 与FA_WRITE结合可以进行读写访问。
FA_WRITE 指定写访问对象。可以向文件中写入数据。与FA_READ结合可以进行读写访问。
FA_OPEN_EXISTING 打开文件。如果文件不存在则打开失败。(默认)
FA_OPEN_ALWAYS 如果文件存在则打开否则创建一个新文件。
FA_CREATE_NEW 创建一个新文件。如果文件已存在则创建失败。
FA_CREATE_ALWAYS 创建一个新文件。如果文件已存在则它将被截断并覆盖。
f_close关闭一个打开的文件 FRESULT f_close (FIL *fp
参数-- fp将被关闭的已打开的文件对象结构的指针
f_write写入数据到一个已打开的文件 FRESULT f_write (FIL* fp, const void *buff, UINT btw, UINT* bw)
参数-- fp指向将被写入的已打开的文件对象结构的指针buff指向存储写入数据的缓冲区的指针btw要写入的字节数bw指向返回已写入字节数的UINT变量的指针返回为实际写入的字节数
f_read从一个打开的文件中读取数据 FRESULT f_read (FIL* fp, const void *buff, UINT btr, UINT* br)
参数-- fp指向将被读取的已打开的文件对象结构的指针buff指向存储读取数据的缓冲区的指针btr要读取的字节数br指向返回已读取字节数的UINT变量的指针返回为实际读取的字节数
2. 硬件设计
LED2指示灯用来提示系统运行状态串口1用来打印调试信息使用FATFS文件系统对SD卡进行相关操作
LED2指示灯USART1TF卡 3 、 STM32CubeMX设置
RCC设置外接HSE时钟设置为72MPC0设置为GPIO推挽输出模式、上拉、高速、默认输出电平为高电平激活SDIO详细请参考SD卡例程打开FATFS文件系统选择SD卡模式配置为中文编码选择内存空间为HEAP其余默认值 Function Parameters 跳过 Locale and Namespace Parameters CODE_PAGE(Code page on target) Simplified Chinese GBK(DBCS,OEM,Windows) 支持简体中文编码 USE_LFN(Use Long Filename) Enabled with dynamic working buffer on the STACK 支持长文件名并指定使用栈空间为缓冲区 缓存工作区为什么放在栈其实fatfs提供了三个选项BSSSTACK , HEAP根据个人情况选一个。 在BSS上启用带有静态工作缓冲区的LFN不能动态分配。 如果选择了HEAP(堆)且自己有属于自己的malloc就去重写ff_memalloc ff_memfree函数。如果是库的malloc就不需要。 一般都选择使用STACK栈能动态分配。 当使用堆栈作为工作缓冲区时请注意堆栈溢出。 Physical Drive Parameters VOLUMES(Logical drivers) 2 指定物理设备数量这里设置为 2包括预留 SD 卡和 SPI Flash 芯片 MAX_SS(Maximum Sector Size) 512 指定扇区大小的最大值。SD 卡扇区大小一般都为 512 字节SPI Flash 芯片扇区大小一般设置为 4096 字节所以需要把 _MAX_SS 改为 512 MIN_SS(Minimum Sector Size) 512 指定扇区大小的最小值
配置SD卡检测引脚 SD卡插入检测引脚如果不配置一个引脚生成文件时会报错所以这里即使没有硬件连接也可以任意设置一引脚使用生成工程后注释代码。 增大栈空间
将最小栈空间改到 0x1000 注意由于刚才设置长文件名动态缓存存储在堆中故需要增大堆大小如果不修改则程序运行时堆会生成溢出程序进入硬件错误中断(HardFault)死循环。 输入工程名选择工程路径不要有中文选择MDK-ARM V5勾选Generated periphera initialization as a pair of ‘.c/.h’ files per IP 点击GENERATE CODE生成工程代码 4、程序编程
int main(void){HAL_Init();SystemClock_Config();/* Initialize all configured peripherals */MX_GPIO_Init();MX_CRC_Init();MX_FSMC_Init();MX_SDIO_SD_Init();MX_USART1_UART_Init();MX_FATFS_Init();/* USER CODE BEGIN 2 */uint32_t byteswritten; /* File write counts */uint32_t bytesread; /* File read counts */uint8_t wtext[] This is STM32 working with FatFs; /* File write buffer */uint8_t rtext[100]; /* File read buffers */char filename[] STM32cube.txt;char SensorBuff[100];printf(********* STM32CubeMX FatFs Example *********\r\n\r\n); if(f_mount(SDFatFS,SDPath,1) FR_OK){printf(f_mount sucess!!! \r\n);if(f_open(SDFile,filename,FA_CREATE_ALWAYS|FA_WRITE) FR_OK){printf(f_open file sucess!!! \r\n);if(f_write(SDFile,wtext,sizeof(wtext),byteswritten) FR_OK){printf(f_write file sucess!!! \r\n);printf(f_write Data : %s\r\n,wtext);if(f_close(SDFile) FR_OK)printf(f_close sucess!!! \r\n);elseprintf(f_close error : %d\r\n,retSD);}elseprintf(f_write file error\r\n); }elseprintf(f_open file error\r\n); }elseprintf(f_mount error : %d \r\n,retSD);retSD f_open(SDFile, filename, FA_READ);if(retSD)printf(f_open file error : %d\r\n,retSD);elseprintf(f_open file sucess!!! \r\n);retSD f_read(SDFile, rtext, sizeof(rtext), (UINT*)bytesread);if(retSD)printf(f_read error!!! %d\r\n,retSD);else{printf(f_read sucess!!! \r\n);printf(f_read Data : %s\r\n,rtext);}retSD f_close(SDFile);if(retSD)printf(f_close error!!! %d\r\n,retSD);elseprintf(f_close sucess!!! \r\n);if(bytesread byteswritten)printf(FatFs is working well!!!\r\n);if(f_open(SDFile,(const char*)Sensor.csv,FA_CREATE_ALWAYS|FA_WRITE) FR_OK){printf(Sensor.csv was opened/created!!!\r\n);sprintf(SensorBuff, Item,Temp,Humi,Light\r\n);f_write(SDFile,SensorBuff,strlen(SensorBuff),byteswritten);for(int i 0; i 10; i){sprintf(SensorBuff, %d,%d,%d,%d\r\n,i 1, i 20, i 30, i 40);f_write(SDFile,SensorBuff,strlen(SensorBuff),byteswritten);f_sync(SDFile);}f_close(SDFile);}while (1){HAL_GPIO_TogglePin(GPIOE,GPIO_PIN_5);HAL_Delay(500);}
}
5. 下载验证
如果使用的是新SD卡需要在电脑上进行格式化建立FAT文件系统FATFS才能识别并操作SD卡
编译无误下载到开发板后可以看到LED2指示灯不断闪烁串口打印出如下信息 将SD卡插入PC后可以看到SD卡里建立了2个文件Sensor.csv和STM32cube.txt打开文件后可以看到写入的数据 6、参考文献
STM32CubeMX学习笔记27——FatFs文件系统使用操作SD卡_stm32cubemx fatfs-CSDN博客
STM32CubeMX系列 | FATFS文件系统 - 知乎 (zhihu.com)
