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--- icore3l_arm_17 [2020/11/19 09:46]
zgf
+++ icore3l_arm_17 [2022/03/19 11:01] (当前版本)
sean
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 |  V1.0  |  2020-11-19  |  gingko  |  初次建立  |
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 {{ :icore3l:icore3l_cube_17_15.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KEILMDK 集成开发环境使用方法
+==== 二、实验设备及平台 ====
+  - iCore3L 双核心板
+  - JLINK（或相同功能）仿真器
+  - 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文件系统简介 ===
+  * 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C语言编写，具有良好的硬件平台独立性，可移植到8051、PIC、ARM等系列单片机上而只需做简单的修改。它支持FAT12、FAT16、FATI32，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。
+=== 3.FATFS模块的层次结构图 ===
+  * (1) 底层接口：
+    * 包括存储媒介读/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/写协议。FATFS模块提供的是ff.c和ff.h，除有必要，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。
+{{ :icore3l:icore3l_arm_hal_17_1.png?direct |}}
+=== 4.FATFS文件系统特点 ===
+  * (1)Window兼容的FAT文件系统（支持FAT12/FAT16/FAT32）。
+  * (2)代码量少、效率高。
+  * (3)与平台无关、移植简单，全部通过C语言编写。
+  * (4)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、支持长文件名、支持RTOS、支持多种扇区大小等。
+==== 四、实验程序 ====
+.主函数
+<code c>
+int main(void)
+{
+  int i,j;
+  static FRESULT res;
+  unsigned char write_buffer[512];      //写文件缓冲区
+  unsigned char read_buffer[512];        //读文件缓冲区
+  unsigned int counter;
+  HAL_Init();
+  SystemClock_Config();
+  MX_GPIO_Init();
+  MX_SDIO_SD_Init();
+  MX_USART1_UART_Init();
+  MX_FATFS_Init();
+  usart1.initialize(115200);             //串口波特设置
+  usart1.printf("\x0c");                 //清屏
+  usart1.printf("\033[1;32;40m");        //设置终端字体为绿色
+  usart1.printf("Hello,I am iCore3L!\r\n\r\n");//串口信息输出
+  res = f_mount(&fatfs,"0:",1);
+  if(res != RES_OK)
+  {
+    usart1.printf("f_mount error!\r\n");
+    while(1)
+    {
+      LED_RED_ON;
+      HAL_Delay(500);
+      LED_RED_OFF;
+      HAL_Delay(500);
+    }
+  }
+  else
+  {
+    usart1.printf("f_mount successful!\r\n");
+  }
+  //打开源文件
+  res = f_open(&file,"0:/SD卡测试.txt",FA_READ | FA_WRITE | FA_OPEN_ALWAYS);
+  //打开驱动器0上的源文件
+  if(res != RES_OK)
+  {
+    usart1.printf("f_open error!\r\n");
+    while(1)
+    {
+      HAL_Delay(500);
+      LED_RED_ON;
+      HAL_Delay(500);
+      LED_RED_OFF;
+    }
+  }
+  else
+  {
+    usart1.printf("f_open successful!\r\n");
+  }
+  //移动写指针到文件首
+  res = f_lseek(&file,0);
+  if(res != RES_OK)
+  {
+    usart1.printf("f_lseek error!\r\n");
+    while(1)
+    {
+      HAL_Delay(500);
+      LED_RED_ON;
+      HAL_Delay(500);
+      LED_RED_OFF;
+    }
+  }
+  else
+  {
+    usart1.printf("f_lseek successful!\r\n");
+  }
+  for(i = 0;i < 512;i++)
+  {
+    write_buffer[i] = i % 256;
+  }
+  //向文件写数据
+  res = f_write(&file,write_buffer,512,&counter); //将缓冲器中的内容写入源文件
+  if(res != RES_OK || counter != 512)
+  {
+    usart1.printf("f_write error!\r\n");
+    while(1)
+    {
+      HAL_Delay(500);
+      LED_RED_ON;
+      HAL_Delay(500);
+      LED_RED_OFF;
+    }
+  }
+  else
+  {
+    usart1.printf("f_write successful!\r\n");
+  }
+  //移动读指针到文件首
+  res = f_lseek(&file,0);
+  if(res != RES_OK)
+  {
+    usart1.printf("f_lseek error!\r\n");
+    while(1)
+    {
+      HAL_Delay(500);
+      LED_RED_ON;
+      HAL_Delay(500);
+      LED_RED_OFF;
+    }
+  }
+  else
+  {
+    usart1.printf("f_lseek successful!\r\n");
+  }
+  //读文件数据
+  res = f_read(&file,read_buffer,512,&counter);
+  if(res != RES_OK || counter != 512)
+  {
+    usart1.printf("f_read error!\r\n");
+    while(1)
+    {
+      HAL_Delay(500);
+      LED_RED_ON;
+      HAL_Delay(500);
+      LED_RED_OFF;
+    }
+  }
+  else
+  {
+    usart1.printf("f_read successful!\r\n");
+  }
+  f_close(&file);
+  //打印读取到的数据
+  usart1.printf("read data:\r\n");
+  for(i = 0;i < 32;i++)
+  {
+    for(j = 0; j < 16; j ++)
+      usart1.printf(" %02X",read_buffer[i*16+j]);
+    usart1.printf("\r\n");
+  }
+  LED_RED_ON;
+  while (1)
+  {
+  }
+}
+</code>
+.FATFS函数介绍
+<code c>
+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 */ )
+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 */ )
+</code>
+==== 五、实验步骤 ====
+  - 把仿真器与iCore3L的SWD调试口相连（直接相连或者通过转接器相连）；
+  - 把iCore3L通过Micro USB线与计算机相连，为iCore3L供电；
+  - 打开PuTTY串口终端；
+  - 打开Keil MDK 开发环境，并打开本实验工程；
+  - 烧写程序到iCore3L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 ====
+{{ :icore3l:icore3l_arm_hal_17_2.png?direct |}}
+===== 附录 =====
+.安装CH340驱动（双击安装，如果已安装忽略此步）\\
+.iCore3L供电后，打开计算机——属性——设备管理器——端口
+{{ :icore3l:icore3l_arm_hal_17_3.png?direct |}}
+.打开puTTY
+{{ :icore3l:icore3l_arm_hal_17_4.png?direct |}}
+.烧写程序进行验证

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