在STM32中移植FATFS文件系统
STM32的FATFS文件系统移植笔记
一、序言
经常在网上、群里看到很多人问关于STM32的FATFS文件系统移植的问题，刚好自己最近也在调试这个程序，为了让大家少走弯路，我把我的调试过程和方法也贡献给大家。
二、FATFS简介
FatFs Module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。
三、移植准备
1、FATFS源代码的获取，可以到官网下载：https://www.360docs.net/doc/2a15519144.html,/fsw/ff/00index_e.html最新版本是R0.09版本，我们就移植这个版本的。
2、解压文件会得到两个文件夹，一个是doc文件夹，这里是FATFS的一些使用文档和说明，以后在文件编程的时候可以查看该文档。另一个是src文件夹，里面就是我们所要的源文件。
3、建立一个STM32的工程，为方便调试，我们应重载printf()底层函数实现串口打印输出。可以参考已经建立好的printf()打印输出工程：.viewtool./bbs/foru ...
d=77&extra=page%3D1
四、开始移植
1、在已经建立好的工程目录User文件夹下新建两个文件夹，FATFS_V0.09和
SPI_SD_Card，FATFS_V0.09用于存放FATFS源文件，SPI_SD_Card用于存放SPI的驱动文件。
2、如图1将ff.c添加到工程文件夹中，并新建diskio.c文件，在diskio.c文件中实现五个函数：
1.DSTATUS disk_initialize (BYTE);//SD卡的初始化
2. DSTATUS disk_status (BYTE);//获取SD卡的状态，这里可以不用管
3. DRESULT disk_read (BYTE, BYTE*, DWORD, BYTE);//从SD卡读取数据
4. DRESULT disk_write (BYTE, const BYTE*, DWORD, BYTE);//将数据写入
SD卡，若该文件系统为只读文件系统则不用实现该函数
5. DRESULT disk_ioctl (BYTE, BYTE, void*);//获取SD卡文件系统相关信息
6.
复制代码
图1
3、初步实现以上五个函数
FATFS初始化函数：
1.DSTATUS disk_initialize (
2.BYTE drv /* Physical drive nmuber (0..) */
3. )
4. {
5.switch (drv)
6.{
7. case 0 :
8. return RES_OK;
9. case 1 :
10. return RES_OK;
11. case 2 :
12. return RES_OK;
13. case 3 :
14. return RES_OK;
15. default:
16. return STA_NOINIT;
17.}
18. }
复制代码
1.DSTATUS disk_status (
2.BYTE drv /* Physical drive nmuber (0..) */
3. )
4. {
5.switch (drv)
6.{
7. case 0 :
8. return RES_OK;
9. case 1 :
10. return RES_OK;
11. case 2 :
12. return RES_OK;
13. default:
14. return STA_NOINIT;
15.}
16. }
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FATFS底层读数据函数：
1.DRESULT disk_read (
2.BYTE drv, /* Physical drive nmuber (0..) */
3.BYTE *buff, /* Data buffer to store read data */
4.DWORD sector, /* Sector address (LBA) */
5.BYTE count /* Number of sectors to read (1..255) */
6. )
7. {
8.if( !count )
9.{
10. return RES_PARERR; /* count不能等于0，否则返回参数错误*/
11.}
12.switch (drv)
13.{
14. case 0:
15.if(count==1) /* 1个sector的读操作*/
16.{
17.return RES_OK;
18.}
19.else /* 多个sector的读操作*/
20.{
21.return RES_OK;
22.}
23. case 1:
24.if(count==1) /* 1个sector的读操作*/
25.{
26.return RES_OK;
27.}
28.else /* 多个sector的读操作*/
29.{
30.return RES_OK;
31.}
32.
33. default:
34. return RES_ERROR;
35.}
36. }
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FATFS底层写数据函数：
1.DRESULT disk_write (
2.BYTE drv, /* Physical drive nmuber (0..) */
3.const BYTE *buff, /* Data to be written */
4.DWORD sector, /* Sector address (LBA) */
5.BYTE count /* Number of sectors to write (1..255) */
6. )
7. {
8.if( !count )
9.{
10. return RES_PARERR; /* count不能等于0，否则返回参数错误*/
11.}
12.switch (drv)
13.{
14. case 0:
15.if(count==1) /* 1个sector的写操作*/
16.{
17.return RES_OK;
18.}
19.else /* 多个sector的写操作*/
20.{
21.return RES_OK;
22.}
23. case 1:
24.if(count==1) /* 1个sector的写操作*/
25.{
26.return RES_OK;
27.}
28.else /* 多个sector的写操作*/
29.{
30.return RES_OK;
31.}
32.
33. default:return RES_ERROR;
34.}
35. }
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FATFS磁盘控制函数：
1.DRESULT disk_ioctl (
2.BYTE drv, /* Physical drive nmuber (0..) */
3.BYTE ctrl, /* Control code */
4.void *buff /* Buffer to send/receive control data */
5. )
6. {
7.if (drv==0)
8.{
9. switch (ctrl)
10. {
11. case CTRL_SYNC :
12.return RES_OK;
13. case GET_SECTOR_COUNT :
14. return RES_OK;
15. case GET_BLOCK_SIZE :
16. return RES_OK;
17. case CTRL_POWER :
18.break;
19. case CTRL_LOCK :
20.break;
21. case CTRL_EJECT :
22.break;
23. /* MMC/SDC command */
24. case MMC_GET_TYPE :
25.break;
26. case MMC_GET_CSD :
27.break;
28. case MMC_GET_CID :
29.break;
30. case MMC_GET_OCR :
31.break;
32. case MMC_GET_SDSTAT :
33.break;
34. }
35. }else if(drv==1){
36. switch (ctrl)
37. {
38. case CTRL_SYNC :
39.return RES_OK;
40. case GET_SECTOR_COUNT :
41. return RES_OK;
42. case GET_SECTOR_SIZE :
43.return RES_OK;
44. case GET_BLOCK_SIZE :
45. return RES_OK;
46. case CTRL_POWER :
47.break;
48. case CTRL_LOCK :
49.break;
50. case CTRL_EJECT :
51.break;
52. /* MMC/SDC command */
53. case MMC_GET_TYPE :
54.break;
55. case MMC_GET_CSD :
56.break;
57. case MMC_GET_CID :
58.break;
59. case MMC_GET_OCR :
60.break;
61. case MMC_GET_SDSTAT :
62.break;
63. }
64.}
65.else{
66. return RES_PARERR;
67.}
68.return RES_PARERR;
69. }
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以上函数都只是实现一个框架，并没有做实际的事情，下一步就需要把操作SD卡的程序填充在这个框架里面。
4、实现disk_initialize()函数
该函数在挂载文件系统的时候会被调用，主要是实现读写SD卡前对SD卡进行初始化，
根据SD卡的传输协议，我们按照如下步骤初始化SD卡：
a、判断SD卡是否插入，可以通过检查SD卡卡座的CD脚电平进行判断，一般插入卡后该引脚会变成低电平。
b、稍微延时一段时间后发送至少74个时钟给SD卡。
c、发送CMD0命令给SD卡，直到SD卡返回0x01为止，这里可以循环多次发送。
程序如下：
1. /* Start send CMD0 till return 0x01 means in IDLE state */
2.for(retry=0; retry<0xFFF; retry++)
3.{
4. r1 = MSD0_send_command(CMD0, 0, 0x95);
5. if(r1 == 0x01)
6. {
7. retry = 0;
8. break;
9. }
10.}
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d、发送CMD8获取卡的类型，不同类型的卡其初始化方式有所不同。
e、根据卡的类型对卡进行初始化。具体初始化方式可以参考附件程序。
注：在初始化SD卡之前应该初始化SPI接口和相关的管脚。
实现后的程序如下：
1.DSTATUS disk_initialize (
2.BYTE drv /* Physical drive nmuber (0..) */
3. )
4. {
5.int Status;
6.switch (drv)
7.{
8. case 0 :
9. Status = MSD0_Init();
10. if(Status==0){
11.return RES_OK;
12. }else{
13.return STA_NOINIT;
14. }
15. case 1 :
16. return RES_OK;
17. case 2 :
18. return RES_OK;
19. case 3 :
20. return RES_OK;
21. default:
22. return STA_NOINIT;
23.}
24. }
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MSD0_Init()函数在SPI_MSD0_Driver.c文件中实现。
5、实现disk_read()函数
该函数是读取SD卡扇区数据的函数，根据SD卡数据传输协议可知有读取单扇区和读取多扇区两种操作模式，为提高读文件的速度应该实现读取多扇区函数。
实现后的程序如下：
1.DRESULT disk_read (
2.BYTE drv, /* Physical drive nmuber (0..) */
3.BYTE *buff, /* Data buffer to store read data */
4.DWORD sector, /* Sector address (LBA) */
5.BYTE count /* Number of sectors to read (1..255) */
6. )
7. {
8.int Status;
9.if( !count )
10.{
11. return RES_PARERR; /* count不能等于0，否则返回参数错误*/
12.}
13.switch (drv)
14.{
15. case 0:
16.if(count==1) /* 1个sector的读操作*/
17.{
18. Status= MSD0_ReadSingleBlock( sector ,buff );
19.if(Status == 0){
20. return RES_OK;
21.}else{
22. return RES_ERROR;
23.}
24.}
25.else /* 多个sector的读操作*/
26.{
27. Status = MSD0_ReadMultiBlock( sector , buff ,count);
28.if(Status == 0){
29. return RES_OK;
30.}else{
31. return RES_ERROR;
32.}