第048例：SPI-基于串行Flash&SD卡的FatFS文件系统

【HAL库每天一例】系列例程从今天开始持续更新。
我们将坚持每天至少发布一个基于YS-F1Pro开发板的HAL库例程，
该系列例程将带领大家从零开始使用HAL库，后面会持续添加模块应用例程。
同样的，我们还程序发布基于HAL库的指导文档和视频教程，欢迎持续关注，并提出改进意见。
例程下载：
资料包括程序、相关说明资料以及软件使用截图
链接：http://pan.baidu.com/s/1i574oPv
密码：r3s3
（硬石YS-F1Pro开发板HAL库例程持续更新\1. 软件设计之基本裸机例程(HAL库版本)\YSF1_HAL-048. SPI-基于串行Flash&SD卡的FatFS文件系统）
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  ******************************************************************************
  *                           硬石YS-F1Pro开发板例程功能说明
  *
  *  例程名称: YSF1_HAL-048. SPI-基于串行Flash&SD卡的FatFS文件系统
  *   
  ******************************************************************************
  * 说明：
  * 本例程配套硬石stm32开发板YS-F1Pro使用。
  *
  * 淘宝：
  * 论坛：www ing10bbs com
  * 版权归硬石嵌入式开发团队所有，请勿商用。
  ******************************************************************************
  */
【1】例程简介
  SDIO是安全输入输出接口，采用在SD卡上。SD卡做为一种性价比极高的存储介质，在生活中非常
普遍可见。
  串行Flash用于存储数据。YS-F1Pro开发板集成了一个16M字节的W25Q128串行Flash芯片，可以
用于存放数据。该芯片使用SPI1通信接口
  FatFS是一个专门为嵌入式开发的开源小型文件系统。FatFS可以提供丰富的文件操作函数，方便
文件操作，我们可以在串行Flash空间上移植FatFS文件系统。
  
【2】跳线帽情况
******* 为保证例程正常运行，必须插入以下跳线帽 **********
丝印编号     IO端口      目标功能引脚        出厂默认设置
  JP1        PA10        TXD(CH340G)          已接入
  JP2        PA9         RXD(CH340G)          已接入
  
【3】操作及现象
  将一张小于32G大小的Micro SD卡插入到开发板上的SD卡槽内，使用开发板配套的MINI USB线连
接到开发板标示“调试串口”字样的MIMI USB接口（需要安装驱动），在电脑端打开串口调试助手
工具，设置参数为115200 8-N-1。下载完程序之后，在串口调试助手窗口可接收到信息。
/******************* (C) COPYRIGHT 2015-2020 硬石嵌入式开发团队 *****END OF FILE****/

main.c文件内容

1. /**
   
2.   ******************************************************************************
   
3.   * 文件名程: main.c
   
4.   * 作    者: 硬石嵌入式开发团队
   
5.   * 版    本: V1.0
   
6.   * 编写日期: 2015-10-04
   
7.   * 功    能: 基于串行FLASH的FatFS文件系统实现与基本功能测试
   
8.   ******************************************************************************
   
9.   * 说明：
   
10.   * 本例程配套硬石stm32开发板YS-F1Pro使用。
    
11.   *
    
12.   * 淘宝：
    
13.   * 论坛：http://www.ing10bbs.com
    
14.   * 版权归硬石嵌入式开发团队所有，请勿商用。
    
15.   ******************************************************************************
    
16.   */
    
17. /* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/
    
18. #include "stm32f1xx_hal.h"
    
19. #include "usart/bsp_debug_usart.h"
    
20. #include "ff.h"
    
21. #include "ff_gen_drv.h"
    
22. #include "drivers\spiflash_diskio.h"
    
23. #include "drivers\sd_diskio.h"
    
24. 
    
25. /* 私有类型定义 --------------------------------------------------------------*/
    
26. /* 私有宏定义 ----------------------------------------------------------------*/
    
27. /* 私有变量 ------------------------------------------------------------------*/
    
28. char SPIFLASHPath[4];             /* 串行Flash逻辑设备路径 */
    
29. char SDPath[4];                   /* SD卡逻辑设备路径 */
    
30. 
    
31. FATFS fs;                                                                                                        /* FatFs文件系统对象 */
    
32. FIL file;                                                                                                        /* 文件对象 */
    
33. FRESULT f_res;                    /* 文件操作结果 */
    
34. UINT fnum;                                                      /* 文件成功读写数量 */
    
35. BYTE ReadBuffer[1024]={0};        /* 读缓冲区 */
    
36. BYTE WriteBuffer[]= "欢迎使用硬石STM32开发板 今天是个好日子，新建文件系统测试文件\n";/* 写缓冲区*/  
    
37. 
    
38. /* 扩展变量 ------------------------------------------------------------------*/
    
39. /* 私有函数原形 --------------------------------------------------------------*/
    
40. static void printf_fatfs_error(FRESULT fresult);
    
41. 
    
42. /* 函数体 --------------------------------------------------------------------*/
    
43. /**
    
44.   * 函数功能: 系统时钟配置
    
45.   * 输入参数: 无
    
46.   * 返 回 值: 无
    
47.   * 说    明: 无
    
48.   */
    
49. void SystemClock_Config(void)
    
50. {
    
51.   RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
    
52.   RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;
    
53. 
    
54.   RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;  // 外部晶振，8MHz
    
55.   RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
    
56.   RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREdiv_div1;
    
57.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
    
58.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
    
59.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;  // 9倍频，得到72MHz主时钟
    
60.   HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);
    
61. 
    
62.   RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
    
63.                               |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
    
64.   RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;       // 系统时钟：72MHz
    
65.   RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_div1;              // AHB时钟：72MHz
    
66.   RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_div2;               // APB1时钟：36MHz
    
67.   RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_div1;               // APB2时钟：72MHz
    
68.   HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2);
    
69. 
    
70.          // HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000    1ms中断一次
    
71.         // HAL_RCC_GetHCLKFreq()/100000         10us中断一次
    
72.         // HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000000 1us中断一次
    
73.   HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000);  // 配置并启动系统滴答定时器
    
74.   /* 系统滴答定时器时钟源 */
    
75.   HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);
    
76.   /* 系统滴答定时器中断优先级配置 */
    
77.   HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0);
    
78. }
    
79. 
    
80. /**
    
81.   * 函数功能: 主函数.
    
82.   * 输入参数: 无
    
83.   * 返 回 值: 无
    
84.   * 说    明: 无
    
85.   */
    
86. int main(void)
    
87. {  
    
88.   /* 复位所有外设，初始化Flash接口和系统滴答定时器 */
    
89.   HAL_Init();
    
90.   /* 配置系统时钟 */
    
91.   SystemClock_Config();
    
92. 
    
93.   /* 初始化串口并配置串口中断优先级 */
    
94.   MX_DEBUG_USART_Init();
    
95.   printf("****** 这是一个基于串行FLASH的FatFS文件系统实验 ******\n");
    
96.   
    
97. /**************************************************************************/
    
98.   /* 注册一个FatFS设备：串行FLASH */
    
99.   if(FATFS_LinkDriver(&SPIFLASH_Driver, SPIFLASHPath) == 0)
    
100.   {
     
101.     //在串行FLASH挂载文件系统，文件系统挂载时会对串行FLASH初始化
     
102.     f_res = f_mount(&fs,(TCHAR const*)SPIFLASHPath,1);
     
103.     printf_fatfs_error(f_res);
     
104.     /*----------------------- 格式化测试 ---------------------------*/  
     
105.     /* 如果没有文件系统就格式化创建创建文件系统 */
     
106.     if(f_res == FR_NO_FILESYSTEM)
     
107.     {
     
108.       printf("》串行FLASH还没有文件系统，即将进行格式化...\n");
     
109.       /* 格式化 */
     
110.       f_res=f_mkfs((TCHAR const*)SPIFLASHPath,0,0);                                                        
     
111.       
     
112.       if(f_res == FR_OK)
     
113.       {
     
114.         printf("》串行FLASH已成功格式化文件系统。\n");
     
115.         /* 格式化后，先取消挂载 */
     
116.         f_res = f_mount(NULL,(TCHAR const*)SPIFLASHPath,1);                        
     
117.         /* 重新挂载        */                        
     
118.         f_res = f_mount(&fs,(TCHAR const*)SPIFLASHPath,1);
     
119.       }
     
120.       else
     
121.       {
     
122.         printf("《《格式化失败。》》\n");
     
123.         while(1);
     
124.       }
     
125.     }
     
126.     else if(f_res！=FR_OK)
     
127.     {
     
128.       printf("！串行FLASH挂载文件系统失败。(%d)\n",f_res);
     
129.       printf_fatfs_error(f_res);
     
130.       while(1);
     
131.     }
     
132.     else
     
133.     {
     
134.       printf("》文件系统挂载成功，可以进行读写测试\n");
     
135.     }
     
136.    
     
137.     /*----------------------- 文件系统测试：写测试 -----------------------------*/
     
138.     /* 打开文件，如果文件不存在则创建它 */
     
139.     printf("****** 即将进行文件写入测试... ******\n");        
     
140.     f_res = f_open(&file, "FatFs读写测试文件.txt",FA_CREATE_ALWAYS | FA_WRITE );
     
141.     if ( f_res == FR_OK )
     
142.     {
     
143.       printf("》打开/创建FatFs读写测试文件.txt文件成功，向文件写入数据。\n");
     
144.       /* 将指定存储区内容写入到文件内 */
     
145.       f_res=f_write(&file,WriteBuffer,sizeof(WriteBuffer),&fnum);
     
146.       if(f_res==FR_OK)
     
147.       {
     
148.         printf("》文件写入成功，写入字节数据：%d\n",fnum);
     
149.         printf("》向文件写入的数据为：\n%s\n",WriteBuffer);
     
150.       }
     
151.       else
     
152.       {
     
153.         printf("！文件写入失败：(%d)\n",f_res);
     
154.       }   
     
155.       /* 不再读写，关闭文件 */
     
156.       f_close(&file);
     
157.     }
     
158.     else
     
159.     {        
     
160.       printf("！打开/创建文件失败。\n");
     
161.     }
     
162.    
     
163.     /*------------------- 文件系统测试：读测试 ------------------------------------*/
     
164.     printf("****** 即将进行文件读取测试... ******\n");
     
165.     f_res = f_open(&file, "FatFs读写测试文件.txt", FA_OPEN_EXISTING | FA_READ);         
     
166.     if(f_res == FR_OK)
     
167.     {
     
168.       printf("》打开文件成功。\n");
     
169.       f_res = f_read(&file, ReadBuffer, sizeof(ReadBuffer), &fnum);
     
170.       if(f_res==FR_OK)
     
171.       {
     
172.         printf("》文件读取成功,读到字节数据：%d\n",fnum);
     
173.         printf("》读取得的文件数据为：\n%s \n", ReadBuffer);        
     
174.       }
     
175.       else
     
176.       {
     
177.         printf("！文件读取失败：(%d)\n",f_res);
     
178.       }               
     
179.     }
     
180.     else
     
181.     {
     
182.       printf("！打开文件失败。\n");
     
183.     }
     
184.     /* 不再读写，关闭文件 */
     
185.     f_close(&file);
     
186.     /* 不再使用，取消挂载 */
     
187.     f_res = f_mount(NULL,(TCHAR const*)SPIFLASHPath,1);        
     
188.   }  
     
189.   
     
190.   /* 注销一个FatFS设备：串行FLASH */
     
191.   FATFS_UnLinkDriver(SPIFLASHPath);
     
192.   
     
193. /**************************************************************************/
     
194.   /* 注册一个FatFS设备：SD卡 */
     
195.   if(FATFS_LinkDriver(&SD_Driver, SDPath) == 0)
     
196.   {
     
197.     //在SD卡挂载文件系统，文件系统挂载时会对SD卡初始化
     
198.     f_res = f_mount(&fs,(TCHAR const*)SDPath,1);
     
199.     printf_fatfs_error(f_res);
     
200.     /*----------------------- 格式化测试 ---------------------------*/  
     
201.     /* 如果没有文件系统就格式化创建创建文件系统 */
     
202.     if(f_res == FR_NO_FILESYSTEM)
     
203.     {
     
204.       printf("》SD卡还没有文件系统，即将进行格式化...\n");
     
205.       /* 格式化 */
     
206.       f_res=f_mkfs((TCHAR const*)SDPath,0,0);                                                        
     
207.       
     
208.       if(f_res == FR_OK)
     
209.       {
     
210.         printf("》SD卡已成功格式化文件系统。\n");
     
211.         /* 格式化后，先取消挂载 */
     
212.         f_res = f_mount(NULL,(TCHAR const*)SDPath,1);                        
     
213.         /* 重新挂载        */                        
     
214.         f_res = f_mount(&fs,(TCHAR const*)SDPath,1);
     
215.       }
     
216.       else
     
217.       {
     
218.         printf("《《格式化失败。》》\n");
     
219.         while(1);
     
220.       }
     
221.     }
     
222.     else if(f_res！=FR_OK)
     
223.     {
     
224.       printf("！SD卡挂载文件系统失败。(%d)\n",f_res);
     
225.       printf_fatfs_error(f_res);
     
226.       while(1);
     
227.     }
     
228.     else
     
229.     {
     
230.       printf("》文件系统挂载成功，可以进行读写测试\n");
     
231.     }
     
232.    
     
233.     /*----------------------- 文件系统测试：写测试 -----------------------------*/
     
234.     /* 打开文件，如果文件不存在则创建它 */
     
235.     printf("****** 即将进行文件写入测试... ******\n");        
     
236.     f_res = f_open(&file, "FatFs读写测试文件.txt",FA_CREATE_ALWAYS | FA_WRITE );
     
237.     if ( f_res == FR_OK )
     
238.     {
     
239.       printf("》打开/创建FatFs读写测试文件.txt文件成功，向文件写入数据。\n");
     
240.       /* 将指定存储区内容写入到文件内 */
     
241.       f_res=f_write(&file,WriteBuffer,sizeof(WriteBuffer),&fnum);
     
242.       if(f_res==FR_OK)
     
243.       {
     
244.         printf("》文件写入成功，写入字节数据：%d\n",fnum);
     
245.         printf("》向文件写入的数据为：\n%s\n",WriteBuffer);
     
246.       }
     
247.       else
     
248.       {
     
249.         printf("！文件写入失败：(%d)\n",f_res);
     
250.       }   
     
251.       /* 不再读写，关闭文件 */
     
252.       f_close(&file);
     
253.     }
     
254.     else
     
255.     {        
     
256.       printf("！打开/创建文件失败。\n");
     
257.     }
     
258.    
     
259.     /*------------------- 文件系统测试：读测试 ------------------------------------*/
     
260.     printf("****** 即将进行文件读取测试... ******\n");
     
261.     f_res = f_open(&file, "FatFs读写测试文件.txt", FA_OPEN_EXISTING | FA_READ);         
     
262.     if(f_res == FR_OK)
     
263.     {
     
264.       printf("》打开文件成功。\n");
     
265.       f_res = f_read(&file, ReadBuffer, sizeof(ReadBuffer), &fnum);
     
266.       if(f_res==FR_OK)
     
267.       {
     
268.         printf("》文件读取成功,读到字节数据：%d\n",fnum);
     
269.         printf("》读取得的文件数据为：\n%s \n", ReadBuffer);        
     
270.       }
     
271.       else
     
272.       {
     
273.         printf("！文件读取失败：(%d)\n",f_res);
     
274.       }               
     
275.     }
     
276.     else
     
277.     {
     
278.       printf("！打开文件失败。\n");
     
279.     }
     
280.     /* 不再读写，关闭文件 */
     
281.     f_close(&file);
     
282.    
     
283.     /* 不再使用，取消挂载 */
     
284.     f_res = f_mount(NULL,(TCHAR const*)SDPath,1);        
     
285.   }
     
286.    
     
287.   /* 注销一个FatFS设备：SD卡 */
     
288.   FATFS_UnLinkDriver(SDPath);
     
289.   
     
290.   /* 无限循环 */
     
291.   while (1)
     
292.   {
     
293.   }
     
294. }
     
295. 
     
296. /**
     
297.   * 函数功能: FatFS文件系统操作结果信息处理.
     
298.   * 输入参数: FatFS文件系统操作结果：FRESULT
     
299.   * 返 回 值: 无
     
300.   * 说    明: 无
     
301.   */
     
302. static void printf_fatfs_error(FRESULT fresult)
     
303. {
     
304.   switch(fresult)
     
305.   {
     
306.     case FR_OK:                   //(0)
     
307.       printf("》操作成功。\n");
     
308.     break;
     
309.     case FR_DISK_ERR:             //(1)
     
310.       printf("！硬件输入输出驱动出错。\n");
     
311.     break;
     
312.     case FR_INT_ERR:              //(2)
     
313.       printf("！断言错误。\n");
     
314.     break;
     
315.     case FR_NOT_READY:            //(3)
     
316.       printf("！物理设备无法工作。\n");
     
317.     break;
     
318.     case FR_NO_FILE:              //(4)
     
319.       printf("！无法找到文件。\n");
     
320.     break;
     
321.     case FR_NO_PATH:              //(5)
     
322.       printf("！无法找到路径。\n");
     
323.     break;
     
324.     case FR_INVALID_NAME:         //(6)
     
325.       printf("！无效的路径名。\n");
     
326.     break;
     
327.     case FR_DENIED:               //(7)
     
328.     case FR_EXIST:                //(8)
     
329.       printf("！拒绝访问。\n");
     
330.     break;
     
331.     case FR_INVALID_OBJECT:       //(9)
     
332.       printf("！无效的文件或路径。\n");
     
333.     break;
     
334.     case FR_WRITE_PROTECTED:      //(10)
     
335.       printf("！逻辑设备写保护。\n");
     
336.     break;
     
337.     case FR_INVALID_DRIVE:        //(11)
     
338.       printf("！无效的逻辑设备。\n");
     
339.     break;
     
340.     case FR_NOT_ENABLED:          //(12)
     
341.       printf("！无效的工作区。\n");
     
342.     break;
     
343.     case FR_NO_FILESYSTEM:        //(13)
     
344.       printf("！无效的文件系统。\n");
     
345.     break;
     
346.     case FR_MKFS_ABORTED:         //(14)
     
347.       printf("！因函数参数问题导致f_mkfs函数操作失败。\n");
     
348.     break;
     
349.     case FR_TIMEOUT:              //(15)
     
350.       printf("！操作超时。\n");
     
351.     break;
     
352.     case FR_LOCKED:               //(16)
     
353.       printf("！文件被保护。\n");
     
354.     break;
     
355.     case FR_NOT_ENOUGH_CORE:      //(17)
     
356.       printf("！长文件名支持获取堆空间失败。\n");
     
357.     break;
     
358.     case FR_TOO_MANY_OPEN_FILES:  //(18)
     
359.       printf("！打开太多文件。\n");
     
360.     break;
     
361.     case FR_INVALID_PARAMETER:    // (19)
     
362.       printf("！参数无效。\n");
     
363.     break;
     
364.   }
     
365. }
     
366. /******************* (C) COPYRIGHT 2015-2020 硬石嵌入式开发团队 *****END OF FILE****/
     

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谢谢分享！

很不错的项目例程