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| V1.0 | 2020-03-31 | gingko | 初次建立 |
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===== STM32CubeMX教程十七——FATFS实验 =====
1. 在主界面选择File-->New Project 或者直接点击ACCEE TO MCU SELECTOR
{{ :icore3:icore3_cube_17_1.png?direct |}}
2. 出现芯片型号选择，搜索芯片的型号，双击型号，或者点击Start Project进入配置
在搜索栏的下面，提供的各种查找方式，可以选择芯片内核、型号等，可以帮助用户查找芯片。本实验选取的芯片型号为：STM32F407IGTx。
{{ :icore3:icore3_cube_17_2.png?direct |}}
3. 配置RCC，使用外部时钟源
{{ :icore3:icore3_cube_17_3.png?direct |}}
4. 配置调试引脚
{{ :icore3:icore3_cube_17_4.png?direct |}}
5. 将LED对应的3个引脚（PI5，PI6，PI7）设置为GPIO_Output
{{ :icore3:icore3_cube_17_5.png?direct |}}
6. 引脚模式配置
{{ :icore3:icore3_cube_17_6.png?direct |}}
7. 配置SDIO
{{ :icore3:icore3_cube_17_7.png?direct |}}
{{ :icore3:icore3_cube_17_8.png?direct |}}
{{ :icore3:icore3_cube_17_9.png?direct |}}
8. 配置串口
{{ :icore3:icore3_cube_17_10.png?direct |}}
{{ :icore3:icore3_cube_17_11.png?direct |}}
9. 配置FATFS
{{ :icore3:icore3_cube_17_12.png?direct |}}
10. 时钟源设置，选择外部高速时钟源，配置为最大主频
{{ :icore3:icore3_cube_17_13.png?direct |}}
11. 工程文件的设置, 这里就是工程的各种配置,我们只用到有限几个，其他的默认即可 IDE我们使用的是 MDK5
{{ :icore3:icore3_cube_17_14.png?direct |}}
12. 点击Code Generator，进行进一步配置
{{ :icore3:icore3_cube_17_15.png?direct |}}
* **Copy all used libraries into the project folder**
* 将HAL库的所有.C和.H都复制到所建工程中
* 优点：这样如果后续需要新增其他外设又可能不再用STM32CubeMX的时候便会很方便
* 缺点：体积大，编译时间很长
* **Copy only the necessary library files**
* 只复制所需要的.C和.H（推荐）
* 优点：体积相对小，编译时间短，并且工程可复制拷贝
* 缺点：新增外设时需要重新用STM32CubeMX导入
* **Add necessary library files as reference in the toolchain project configuration file**
* 不复制文件，直接从软件包存放位置导入.C和.H
* 优点：体积小，比较节约硬盘空间
* 缺点：复制到其他电脑上或者软件包位置改变，就需要修改相对应的路径
* 自行选择方式即可
13. 然后点击GENERATE CODE 创建工程
{{ :icore3:icore3_cube_17_16.png?direct |}}
创建成功，打开工程。
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===== 实验十七：FATFS实验——文件操作 =====
==== 一、 实验目的与意义 ====
- 了解FATFS结构。
- 了解FATFS特征。
- 掌握FATFS的使用方法。
- 掌握STM32 HAL库中FATFS属性的配置方法。
- 掌握KEIL MDK集成开发环境使用方法。
==== 二、 实验设备及平台 ====
- iCore3 双核心板。[[https://item.taobao.com/item.htm?id=524229438677|点击购买]]
- JLINK（或相同功能）仿真器。[[https://item.taobao.com/item.htm?id=554869837940|点击购买]]
- Micro USB线缆。
- Keil MDK 开发平台。
- STM32CubeMX开发平台。
- 装有WIN XP（及更高版本）系统的计算机。
==== 三、 实验原理 ====
=== 1.文件系统 ===
* 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。
* 常见的文件系统：
* (1) FAT/FATFS。
* (2) NTFS（基于安全性的文件系统，是Window NT采用的独特的文件系统结构。
* (3) CDFS:CDFS是大部分光盘的文件系统。
=== 2.FATFS简介 ===
* FATFS是一个完全免费开源的FAT文件系统模块，专为小型的嵌入式系统而设计。
* 它完全用标准的C语言编写，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。FATFS支持FTA12 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位和16位单片机做了优化。
=== 3.FATFS文件系统官网： ===
http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html
=== 4.FATFS模块的层次结构： ===
{{ :icore3:icore3_arm_hal_17_1.png?direct&300 |}}
* **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即可，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。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。
* **底层存储媒介接口：**
* 包括存储媒介读/写接口(disk I/O)和供文件创建修改时间的实时时钟。这些接口需要我们编写移植。
=== 5.FATFS文件系统特点 ===
* Windows兼容的FAT文件系统(支持FAT12/FAT16/FAT32)；
* 与平台无关，移植简单；代码量少，效率高；
* 多种配置选项：支持多卷(物理驱动器或分区，最多10个卷)；多个ANSI/OEM代码页，包括DBCS；支持长文件名，ANSI/OEM或Unicode；支持RTOS；支持多种扇区大小；
* 只读、最小化的API和I/O缓冲区等。
* FATFS的这些特点，加上免费、开源的原则，使得FATFS应用非常广泛。
* STM32F407上带有SDIO控制器，iCore3核心板上将SDIO连接到TF卡座上。本实验将Micro SD卡插入TF卡座上即可。通过FATFS创建“SD卡测试.txt”文件，并且写入数据0-511，然后读出并打印到终端上。硬件连接示意图如下：
{{ :icore3:icore3_arm_hal_17_2.png?direct&400 |}}
* 硬件电路图如下图所示：
{{ :icore3:icore3_arm_hal_17_3.png?direct&750 |}}
==== 四、 实验程序 ====
=== 1. 主函数 ===
int main(void)
{
int i,j;
static FRESULT res;
unsigned char write_buffer[512];
unsigned char read_buffer[512];
unsigned int counter;
HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_GPIO_Init();
MX_DMA_Init();
MX_SDIO_SD_Init();
MX_UART4_Init();
MX_FATFS_Init();
uart4.initialize(115200);//设置波特率
uart4.printf("\x0c"); //清屏
uart4.printf("\033[1;32;40m"); //设置字体终端为绿色
uart4.printf("\r\nHello, I am iCore3!\r\n\r\n");//串口信息输出
HAL_Delay(500);
res = f_mount(&SDFatFS,"0:",1); //判断f_mount是否成功
if(res != RES_OK){
uart4.printf("f_mount error!\r\n");
while(1){
LED_RED_ON;
HAL_Delay(500);
LED_RED_OFF;
HAL_Delay(500);
}
}else{
uart4.printf("f_mount successful!\r\n");
}
res = f_open(&SDFile,"0:/SD卡测试.txt",FA_READ | FA_WRITE | FA_OPEN_ALWAYS); //打开源文件
if(res != RES_OK){
uart4.printf("f_open error!\r\n");
while(1){
HAL_Delay(500);
LED_RED_ON;
HAL_Delay(500);
LED_RED_OFF;
}
}else{
uart4.printf("f_open successful!\r\n");
}
res = f_lseek(&SDFile,0); //移动写指针到文件首
if(res != RES_OK){
uart4.printf("f_lseek error!\r\n");
while(1){
HAL_Delay(500);
LED_RED_ON;
HAL_Delay(500);
LED_RED_OFF;
}
}else{
uart4.printf("f_lseek successful!\r\n");
}
for(i = 0;i < 512;i++){
write_buffer[i] = i % 256;
}
//向文件中写入数据
res = f_write(&SDFile,write_buffer,512,&counter);
if(res != RES_OK || counter != 512){
uart4.printf("f_write error!\r\n");
while(1){
HAL_Delay(500);
LED_RED_ON;
HAL_Delay(500);
LED_RED_OFF;
}
}else{
uart4.printf("f_write successful!\r\n");
}
//移动读指针到文件首
res = f_lseek(&SDFile,0);
if(res != RES_OK){
uart4.printf("f_lseek error!\r\n");
while(1){
HAL_Delay(500);
LED_RED_ON;
HAL_Delay(500);
LED_RED_OFF;
}
}else{
uart4.printf("f_lseek successful!\r\n");
}
//读取文件数据
res = f_read(&SDFile,read_buffer,512,&counter);
if(res != RES_OK || counter != 512){
uart4.printf("f_read error!\r\n");
while(1){
HAL_Delay(500);
LED_RED_ON;
HAL_Delay(500);
LED_RED_OFF;
}
}else{
uart4.printf("f_read successful!\r\n");
}
f_close(&SDFile);
//打印读取到的数据
uart4.printf("read data:\r\n");
for(i = 0;i < 32;i++){
for(j = 0; j < 16; j ++)
uart4.printf(" %02X",read_buffer[i*16+j]);
uart4.printf("\r\n");
}
while (1)
{
LED_GREEN_ON;
HAL_Delay(500);
LED_GREEN_OFF;
HAL_Delay(500);
}
}
=== 2 FATFS函数介绍 ===
FRESULT f_mount ( //挂载/卸载逻辑驱动器
FATFS* fs, /* 指向文件系统对象的指针*/
const TCHAR* path, /* 要安装/卸载的逻辑驱动器号 */
BYTE opt /* 模式选项0：不安装（延迟安装），1：立即安装*/
)
FRESULT f_open ( //打开或创建文件
FIL* fp, /* 指向空白文件对象的指针 */
const TCHAR* path, /* 指向文件名的指针 */
BYTE mode /* 访问模式和文件打开模式标志 */
)
FRESULT f_read ( //读文件
FIL* fp, /* 指向文件对象的指针 */
void* buff, /* 指向数据缓冲区的指针 */
UINT btr, /* 读取的字节数 */
UINT* br /* 指向读取的字节数的指针 */
)
FRESULT f_write ( //写文件
FIL* fp, /* 指向文件对象的指针 */
const void* buff, /* 指向要写入的数据的指针 */
UINT btw, /* 要写入的字节数 */
UINT* bw /* 指向写入字节数的指针 */
)
FRESULT f_sync ( //冲洗一个写文件的缓存信息
FIL* fp /* 指向文件对象的指针 */
)
FRESULT f_close ( //关闭一个文件
FIL* fp /* 指向要关闭的文件对象的指针 */
)
FRESULT f_lseek ( //移动文件读/写指针
FIL* fp, /* 指向文件对象的指针 */
FSIZE_t ofs /* 指向文件头的指针 */
)
FRESULT f_opendir ( //创建目录对象
DIR* dp, /* 指向要创建的目录对象的指针 */
const TCHAR* path /* 指向目录路径的指针 */
)
FRESULT f_closedir ( // 关闭目录
DIR *dp /* 指向要关闭的目录对象的指针 */
)
=== 3. SD结构体定义 ===
FRESULT f_readdir ( //顺序读取目录条目
DIR* dp, /* 指向打开目录对象的指针 */
FILINFO* fno /* 指向要返回的文件信息的指针 */
)
FRESULT f_stat ( //获取文件状态
const TCHAR* path, /* 指向文件路径的指针 */
FILINFO* fno /* 指向要返回的文件信息的指针 */
)
FRESULT f_getfree ( //获取空闲簇数
const TCHAR* path, /* 逻辑驱动器号的路径名 */
DWORD* nclst, /* 指向变量的指针以返回空闲簇的数量*/
FATFS** fatfs /* 返回指向相应文件系统对象的指针的指针 */
)
FRESULT f_truncate ( //截断文件
FIL* fp /* 指向文件对象的指针 */
)
FRESULT f_unlink ( //删除一个文件或目录
const TCHAR* path /* 指向文件或目录路径的指针 */
)
FRESULT f_mkdir ( //创建一个目录
const TCHAR* path /* 指向目录路径的指针 */
)
FRESULT f_rename ( //重命名文件/目录
const TCHAR* path_old, /* 指向要重命名的对象名称的指针 */
const TCHAR* path_new /* 指向新名称的指针 */
)
==== 五、 实验步骤 ====
- 把仿真器与iCore3的SWD调试口相连（直接相连或者通过转接器相连）；
- 把iCore3通过Micro USB线与计算机相连，为iCore3供电；
- 打开Keil MDK 开发环境，并打开本实验工程；
- 打开PuTTY串口终端（注：PuTTY使用方法见附录）；
- 烧写程序到iCore3上；
- 也可以进入Debug 模式，单步运行或设置断点验证程序逻辑。
==== 六、 实验现象 ====
在终端显示屏上可以看到FATFS操作的信息，如下图：
{{ :icore3:icore3_arm_hal_17_4.png?direct&550 |}}
附录：
1、iCore3供电后，打开计算机----属性----设备管理器----端口
{{ :icore3:icore3_arm_hal_17_5.png?direct |}}
2、打开PuTTY
{{ :icore3:icore3_arm_hal_17_6.png?direct |}}
3、此时就可以烧写程序进行验证了。