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STM32（31）
本文将根据我的一些理解，针对elm FatFs文件系统做一个初步总结。
2 elm FatFs文件系统介绍
顾名思义FatFs文件系统就是针对FAT文件系统来的，主要是应用于MCU中，STM32官方提供的文件系统就是这个，STM32CubeMx工具也集成了这个文件系统，同时一些国产MCU操作系统中也集成了这个文件系统，比如RTT(rt-thread)，它是第三方提供的开源代码，是一个日本人开发的，开源官网为:
FatFs文件系统之所以这么流行，主要是因为它简单易用，移植非常方便。
图1 FatFs Module
如上图，中间绿色部分为FatFs文件系统模块。APP通过FatFs模块来实现对存储模块的读写访问。FatFs模块不但可以管理单个存储设备，同时也可以管理多个，如下图所示：
图2 FatFs可以管理一到多个存储设备
如上图，蓝色部分为FatFs模块，绿色部分为读写外部存储设备的驱动接口。蓝色部分与绿色部分是分开的，也就是说，FatFs是与底层分开的，它是完全抽象出来的独立于HAL层之上的中间件模块。上层APP正是通过这个中间件模块来实现对底层存储模块的访问，而访问的手段或接口集合我们称之为驱动。一个驱动往往与一个具体的存储设备对应，FatFs与驱动是分开的，那么，我们需要将存储设备对应的操作驱动注册或链接到文件系统中，这样，文件系统才知道它底层有这个一个存储设备，并且可以通过这个驱动来操作它，当然，也可以注册多个设备的驱动，如上图右边的图b，这样，文件系统就知道它底层有多个存储设备，并在注册的过程中，为每个驱动分配一个唯一的卷号，以便后面使用卷号来操作存储设备中的文件。
3 FatFs文件系统移植
图3 FatFs源码文件组织
如上图，蓝色部分为FatFs文件系统，ff.h负责对APP提供使用接口，ffconf.h为FatFs文件系统的配置参数，integer.h为FatFs文件系统内部通用数据类型定义，便于跨平台移植，diskio.h负责连接FatFs与存储设备驱动。因此，基于不同的存储设备，实现FatFs与底层驱动的对接是关键。
要实现FatFs与底层驱动的对接，我们首先得为底层存储设备实现一套驱动接口，FatFs为这个底层存储设备驱动专门定义了一个数据结构：
typedef struct
DSTATUS (*disk_initialize) (BYTE);
DSTATUS (*disk_status)
DRESULT (*disk_read)
(BYTE, BYTE*, DWORD, UINT);
#if _USE_WRITE == 1
DRESULT (*disk_write)
(BYTE, const BYTE*, DWORD, UINT);
#endif /* _USE_WRITE == 1 */
#if _USE_IOCTL == 1
DRESULT (*disk_ioctl)
(BYTE, BYTE, void*);
#endif /* _USE_IOCTL == 1 */
}Diskio_drvTypeD
即初始化，获取状态，读，写，控制着5个操作接口，一套这样的接口(也就是一个驱动)对应着一个存储设备。移植时，用户需要自己根据实际情况来实现这个驱动，当然，如果使用CubeMx来实现对U盘或SD卡读取的功能，CubeMx可以自动生成这个驱动。比如CubeMx为SD卡自动生成sd_diskio.c文件,为U盘则自动生成usbh_diskio.c这个U盘的驱动源码文件，如下:
图4 驱动文件
并在各自驱动文件中定义驱动实例:
const Diskio_drvTypeDef
USBH_Driver =
USBH_initialize,
USBH_status,
USBH_read,
_USE_WRITE == 1
USBH_write,
#endif /* _USE_WRITE == 1 */
_USE_IOCTL == 1
USBH_ioctl,
#endif /* _USE_IOCTL == 1 */
const Diskio_drvTypeDef
SD_Driver =
SD_initialize,
SD_status,
_USE_WRITE == 1
#endif /* _USE_WRITE == 1 */
_USE_IOCTL == 1
#endif /* _USE_IOCTL == 1 */
有了存储设备的驱动实例，接下来我们需要将其注册进FatFs模块中，以便由其管理这两个存储设备。
retSD = FATFS_LinkDriver(&SD_Driver, SD_Path);
retUSBH = FATFS_LinkDriver(&USBH_Driver, USBH_Path);
如上代码就是将SD卡驱动与U盘驱动注册进FatFs模块，注册后，FatFs会为驱动分配一个唯一的盘符路径并返回保存在传入的路径中，如SD_Path,USBH_Path，其内容为”0:/”, “1:/”。这个就是盘符了。
这样就将驱动注册进FatFs模块，接下来检查驱动与HAL之间的BSP，比如SD卡往往是通过一个GPIO口的状态来判断是否当前SD卡是否存在:
bsp_driver_sd.c:
uint8_t BSP_SD_IsDetected(void)
__IO uint8_t status = SD_PRESENT;
if(HAL_GPIO_ReadPin(SD_DETECT_GPIO_Port, SD_DETECT_Pin) != GPIO_PIN_RESET)
status =SD_NOT_PRESENT;
这个是CubeMx无法帮忙自动实现的，需要手动实现。
另外，U盘的供电往往也是通过一个GPIO管脚的输出来控制，这个也需要手动来实现，比如:
usbh_conf.c:
USBH_StatusTypeDef
USBH_LL_DriverVBUS (USBH_HandleTypeDef *phost, uint8_t state)
if (phost-&id == HOST_FS)
if (state == 0)
HAL_GPIO_WritePin(GPIOH, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOH, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET);
HAL_Delay(200);
return USBH_OK;
这样基本移植OK了，下面我们来介绍使用U盘或者SD卡内文件系统需要注意的事项。
4 使用文件系统
在正式访问文件系统之前，我们需要挂载文件系统，U盘内部存在一个FAT32文件系统，SD卡内部也存在一个文件系统，我们需要在U盘或者SD卡插入后来挂载它，并且在其拔出后卸载它。因此，我们需要一个比较可靠的SD卡和U盘拔插检测机制。
U盘和SD卡的拔插检测一般通过在主线程内的一个for循环内来检测，通过判断某一个状态标识，一旦发现插入，则挂载其文件系统到指定路径，挂载时，需要指定一个FATFS变量，这个变量最好使用静态全局变量。卸载是，使用NULL替代FATFS变量，表示卸载，如下U盘挂载与卸载示例：
if (pre_state != Appli_state)
switch(Appli_state)
case APPLICATION_DISCONNECT:
if(f_mount(NULL, USBH_Path, 0) != FR_OK)
USBH_UsrLog("ERROR : Cannot exit FatFs! \n");
case APPLICATION_READY:
if(f_mount(&usbFs, USBH_Path, 0) != FR_OK)
pre_state = Appli_
如上，若第一个参数为NULL，f_mount函数会将第二个参数表示的路径上挂载的文件系统卸载掉。
下面是SD卡的挂载与卸载示例:
curSdCardStatus =BSP_SD_IsDetected();
if(curSdCardStatus !=preSdCardStatus)
switch(curSdCardStatus)
case SD_PRESENT:
BSP_SD_Init();
MountFat32FileSystem();
case SD_NOT_PRESENT:
UnmountFilesystem();
preSdCardStatus =curSdCardS
static int
MountFat32FileSystem(void)
ret =f_mount(&SDFatFs, "0:/", 0);
if(ret!= FR_OK)
if(ret ==FR_DISK_ERR)
Error_Handler();
static int UnmountFilesystem(void)
ret =f_mount(NULL, "0:/", 0);
这里需要注意地是，f_mount函数的第三个参数为1时，表示立即挂载，为0时，表示暂时不挂载，等正真等到后边f_open时才会执行挂载。这里建议在U盘或SD卡插入时先不要立即挂载文件系统，因为在频繁插拔时，立即挂载文件系统容易导致系统出错，为了简化，一般不需要立即挂载，等后边对文件系统访问时，再来挂载也不迟。
最后就是正常使用了,f_open,f_read,f_write等等对文件进行操作，最好能使用绝对路径，如:
fr = f_open(&fil, "1:/mytest.txt", FA_READ | FA_WRITE | FA_CREATE_ALWAYS)
这个表示打开U盘内mytext.txt文件，若不存在，则创建这个文件。盘符”1:/”在这里对应着U盘，”0:/”对应着SD卡，这个在前面提到的注册或者叫链接驱动时，FatFs为驱动分配的唯一盘符，这个是按注册先后顺序自动分配的。
FatFs简单实用，对于MCU来说非常适用。
SD卡若适用DMA，注意DMA中断与SD卡全局中断的优先级，SD卡全局中断优先级一定要高于DMA的中断优先级。
示例源码：
参考知识库
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后使用快捷导航没有帐号？
转：STM32CubeMX生成代码试用体会
14:15:40　　
听了研讨会 CubeMX感觉有点意思，回来试用了下。我用的是STM32F072B-DISCOVERY. Cube最新版本是4.3.1.增加了最新的L0，F042等新器件，和一些Nucleo板和Discovery板。可直接导入。
& && &&&程序实现功能：将接收到的数据发送出去。测试结果如图
& && &&&首先，打开STM32CubeMX,打开串口1。
高级工程师
22:48:10　　
确实是方便很多，我用的F4。
09:45:01　　
有用就好，，，，，，，，，，，
10:14:10　　
然后Project --&Generate Code , 有两个页面选项
10:14:24　　
可以生成如上3种工程，我一般用keil .
10:14:46　　
以上页面中红框1表示每个外设单独生成一个.c和.h文件，这样层次更明确。红框2中表示把其余不用的pin脚都设置为模拟输入以降低功耗，也选上。
生成工程后会自动生成4个文件夹，如图。其中Drivers就是硬件抽象层，类似于以前的库，都以“hal”结尾。inc和src分别是生成的头文件和包含文件。Projects是工程快捷方式。
10:15:00　　
以下是使用以前的库需要做的工作，判断是否接收完毕，发送接收到的数据，等待发送完毕。
10:15:19　　
这是用新的CubeMX生成的工程需要添加的函数，串口接收直接使用HAL_UART_Receive( ) ， 发送直接用HAL_UART_Transmit( ) .也不需要再加判断接收/发送状态。都包在了函数里面。修改响应的参数即可。但首次使用难免会不熟，我也是看了HAL里面的UART例程函数才知道可以调用这两个函数的，再看看原型，基本就懂了。
总体来说，硬件抽象层的这些函数，宏定义比起以前的库文件还是有很多的不同。但总体里说感觉还是会减少一些工作量。后面有工程时会具体再试一下。
10:16:22　　
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