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[嵌入式]STM32——FATFS文件基础知识

一、探索者STM32开发板,通过底面的SD卡接口与SD卡连接,硬件连接原理图:

?

(PC8、9、11分时)

二、SD卡驱动代码

1、SD_Init初始化函数

2、SD_ReadDisk读函数

3、SD_WriteDisk写函数

1、文件系统是什么?

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。即在磁盘上组织文件的方法。

2、常用的文件系统:

-FAT/FATFS

-NTFS:基于安全性的文件系统,是Windows NT所采用的独特的文件系统结构。

-CDFS:CDFS是大部分的光盘的文件系统。

-exFAT

3、FATFS文件系统FATFS是一个完全免费开源的FAT文件系统模块,专门为小型的嵌入式系统而设计。完全用标准的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FAT12、FAT16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是可裁剪的文件系统)

4、FATFS文件系统特点

1、Windows兼容的FAT文件系统(支持FAT12、FAT16和FAT32)

2、与平台无关,移植简单。全C语言编写

3、代码量少、效率高

4、多种配置选项

1)支持多卷(物理驱动器或分区,最多10卷)

2)多个AHSI/OEM代码页包括DBCS

3)支持长文件名、ANSI/OEM或Unicode

4)支持RTOS

5)支持多种扇区大小

6)只读、最小化的API和I/O缓冲区等

5、FATFS模块的层次结构图

1、底层接口,包括存储媒介读或写接口(disk I/O)和供给文件创建修改时间的实时时钟,需要我们根据平台和存储介质编写移植代码。

2、中间层FATFS模块,实现了FAT文件读或写协议。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。

3、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。

6、FATFS文件系统包结构

?

7、FATFS文件包结构

大部分的可以移植的小系统或者应用,都是采用类似这种将与底层打交道的源码开发给用户编写,然后提供顶层配置文件供配置

diakio.c和diskio.h是硬件层

ff.c和ff.h是FATFS的文件系统层和文件系统的API层。

FATFS模块在移植的时候,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,可以通过配置里面的一些选项来满足自己的要求。disk.c是硬件层,负责与底层硬件接口适配。

ffconf.h:FATFS关键配置文件

1、_FS_TINY。这个选项在R0.07版本中开始出现,之前的版本都是以独立的C文件出现(FATFS和Tiny FATFS),有了这个选项之后,两者整合在一起了,使用起来更方便。我们使用FATFS,所以把这个选项定义为0即可。

2、_FS_READONLY。这个用来配置是不是只读。读写都用则设置为0

3、_USE_STRFUNC。这个用来设置是否支持字符串类操作,比如f_putc,f_puts等。

4、_USE_MKFS。这个用来定时是否使能格式化。

5、_USE_FATFSEEK。这个用来使能快速定位(设置为1)

6、_USE_LABEL。这个用来设置是否支持磁盘盘符(磁盘名字)读取与设置。设置为1,使能,就可以通过相关函数来读取和设置磁盘的名字。

7、_CODE_PAGE。这个用于设置语言类型,包括很多选项。(设置为936,即简体中文)

8、_USE_LFN。该选项用于设置是否支持长文件名(还需要_CODE_PAGE支持),取值范围为0~3.0表示不支持长文件名,1~3支持长文件名,但是存储地方不一样。(我们选用3,通过ff_memalloc函数来动态分配长文件名的存储区域)

9、_VOLUMES。用于设置FATFS支持的逻辑设备数目,设置为3的话,即支持3个设备(磁盘)。

10、_MAX_SS。扇区缓冲的最大值,一般设置为512。

8、FATFS移植步骤

1、数据类型:在integer.h里面去定义好的数据类型。需要了解用的编译器的数据类型,并根据编译器定义好数据类型。

2、配置:通过ffconf.h配置FTAFS的相关功能,以满足需要

3、函数编写:打开diskio.c进行底层驱动编写,一般需要编写6个接口函数

?

三、相关函数

1、disk_initalize函数

?

2、disk_status函数

?

3、disk_write函数

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4、disk_ioctl函数

?

5、get_fattime函数

?

6、FATFS开放函数

f_mount-注册/注销一个工作区域(Work Area)

f_open-打开/创建一个文件

f_close-关闭一个文件

f_read-读文件

f_write-写文件

f_Iseek-移动文件读/写指针

f_truncate-截断文件

f_sync-冲洗缓冲数据Flush Cached Data

f_forward-直接转移文件数据到一个数据流

f_stat-获取文件状态

f_opendir-打开一个目录

f_closedir-关闭一个已经打开的目录

f_readdir-读取目录条目

f_mkdir-创建一个目录

f_unlink-删除一个文件或目录

f_chmod-改变属性(Attribute)

f_utime-改变时间戳(Timestamp)

f_rename-重命名/移动一个文件或文件夹

f_chdir-改变当前目录

f_chdrive-改变当前驱动器

f_getcwd-获取当前工作目录

f_getfree-获取空闲簇Get Free Clusters

f_getlabel-Get volume label

f_setlabel-Set Volume label

f_mkfs-Divide a physical drive

f_gets-读取一个字符串

f_putc-写一个字符

f_puts-写一个字符串

f_printf-写一个格式化的字符串

f_tell-获取当前读/写指针

f_eof-测试文件结束

f_size-获取文件大小

f_error-测试文件上的错误

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加:2022-10-17 12:50:48  更:2022-10-17 12:52:14 
 
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