STM32入门学习笔记之文件系统FatFs的移植1

21.1 文件系统概述

21.1.1 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。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，甚至可以移植到8位的单片机上而只需做简单的修改。它支持FAT12、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位单片机和16位单片机做了优化。

FATFS的特点有：

（1）Windows兼容的FAT文件系统（支持FAT12/FAT16/FAT32）

（2）与平台无关，移植简单

（3）代码量少、效率高

（4）多种配置选项

（5）支持多卷（物理驱动器或分区，最多10个卷）

（6）多个ANSI/OEM代码页包括DBCS

（7）支持长文件名、ANSI/OEM或Unicode

（8）支持RTOS

（9）支持多种扇区大小

（10）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。FATFS模块的层次结构如下图所示。

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。

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。

需要我们编写移植代码的是FATFS模块提供的底层接口，它包括存储媒介读写接口和供给文件创建修改时间的实时时钟。FATFS的源代码用户可以通过官网：http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html下载到。目前最新的版本是R0.14，这里我们采用最新版本的FATFS为例来讲解如何将文件系统移植到STM32中。

源代码下载之后，进行解压可以发现里面一共有两个文件夹，doc和src，其中doc是对文件系统的描述，源码都在src里面，其中，与平台无关的是：

ffconf.h FATFS模块配置文件

ff.h FATFS和应用模块公用的包含文件

ff.c FATFS模块

diskio.h FATFS和diskI/O模块公用的包含文件

interger.h 数据类型定义

option 可选的外部功能（比如支持中文等）

与平台相关的代码是：

diskio.c FATFS和diskI/O模块接口层文件

FATFS模块在移植的时候，我们一般只需要修改2个文件，即ffconf.h和diskio.c。FATFS模块的所有配置项都是存放在ffconf.h里面，我们可以通过配置里面的一些选项，来满足自己的需求。接下来我们介绍几个重要的配置选项。

21.1.2 文件系统配置

（1）_FS_TINY：这个选项在R0.07版本中开始出现，之前的版本都是以独立的C文件出现（FATFS和TinyFATFS），有了这个选项之后，两者整合在一起了，使用起来更方便。我们使用FATFS，所以把这个选项定义为0即可

（2）_FS_READONLY：这个用来配置是不是只读，本章我们需要读写都用，所以这里设置为0即可

（3）_USE_STRFUNC：这个用来设置是否支持字符串类操作，比如f_putc，f_puts等，我们需要用到，故设置这里为1

（4）_USE_MKFS：这个用来定时是否使能格式化，本章需要用到，所以设置这里为1

（5）_USE_FASTSEEK：这个用来使能快速定位，我们设置为1，使能快速定位

（6）_USE_LABEL：这个用来设置是否支持磁盘盘符读取与设置。设置为1，使能，就可以通过相关函数读取或者设置磁盘的名字了

（7）_CODE_PAGE：这个用于设置语言类型，包括很多选项，我们这里设置为936，即简体中文（GBK码，需要c936.c文件支持，该文件在option文件夹）

（8）_USE_LFN：该选项用于设置是否支持长文件名，取值范围为03。0，表示不支持长文件名，13是支持长文件名，但是存储地方不一样，这里使用3，通过ff_memalloc函数来动态分配长文件名的存储区域

（9）_VOLUMES：用于设置FATFS支持的逻辑设备数目，我们设置为2，即支持2个设备

（10）_MAX_SS：扇区缓冲的最大值，一般设置为512

21.1.3 接口移植

（1）磁盘初始化

函数名称	disk_initialize
函数原型	DSTATUS disk_initialize (BYTE pdrv)
功能描述	初始化磁盘驱动器
函数参数	pdrv：指定要初始化的逻辑驱动器编号，即盘符，取值范围0~9
返回值	返回一个磁盘状态作为结果
所在文件	diskio.c
备注	该函数用于初始化一个逻辑驱动器为读写数据做准备

（2）检查磁盘状态

函数名称	disk_status
函数原型	DSTATUS disk_ status (BYTE pdrv)
功能描述	查询磁盘驱动器状态
函数参数	pdrv：指定要初始化的逻辑驱动器编号，即盘符，取值范围0~9
返回值	返回下面标志的组合STA_NOINIT：表明磁盘没有初始化STA_NODISK：表示驱动器中没有设备STA_PROTECTED：表示设备被写保护
所在文件	diskio.c

（3）磁盘读数据

函数名称	disk_read
函数原型	DRESULT disk_read (BYTE pdrv, BYTE* buff, LBA_t sector, UINT count)
功能描述	从磁盘中读取数据
函数参数	pdrv：指定要初始化的逻辑驱动器编号，即盘符，取值范围09*buff：指向存储读取数据字节数组的指针sector：指定开始扇区的逻辑块上的地址count：指定要读取的扇区数，取值范围1128
返回值	RES_OK：成功RES_ERROR：读操作期间产生了错误且无法恢复RES_PARERR：非法参数RES_NOTRDY：磁盘驱动器没有初始化
所在文件	diskio.c

（4）磁盘写数据

函数名称	disk_write
函数原型	DRESULT disk_write(BYTE pdrv, BYTE* buff, LBA_t sector, UINT count)
功能描述	从磁盘中写入数据
函数参数	pdrv：指定要初始化的逻辑驱动器编号，即盘符，取值范围09*buff：指向存储读取数据字节数组的指针sector：指定开始扇区的逻辑块上的地址count：指定要读取的扇区数，取值范围1128
返回值	RES_OK：成功RES_ERROR：读操作期间产生了错误且无法恢复RES_WRPRT：媒体被写保护RES_PARERR：非法参数RES_NOTRDY：磁盘驱动器没有初始化
所在文件	diskio.c

（5）磁盘杂项功能

函数名称	disk_ioctl
函数原型	DRESULT disk_ioctl (BYTE pdrv, BYTE cmd, void* buff)
功能描述	从磁盘中写入数据
函数参数	pdrv：指定要初始化的逻辑驱动器编号，即盘符，取值范围0~9cmd：命令代码*buff：指向参数缓冲区指针
返回值	RES_OK：成功RES_ERROR：读操作期间产生了错误且无法恢复RES_WRPRT：媒体被写保护RES_PARERR：非法参数RES_NOTRDY：磁盘驱动器没有初始化
所在文件	diskio.c

21.2 FATFS代码移植

21.2.1 diskio.c文件修改

（1）修改宏定义如下图所示。

将14，15行代码修改为

#define SD_CARD //SD卡,卷标为0

#define EX_FLASH //外部flash,卷标为1

（2）修改disk_status函数如下所示。

DSTATUS disk_status( BYTE pdrv )

{

return RES_OK;

}

（3）修改disk_initialize函数如下所示。

DSTATUS disk_initialize( BYTE pdrv )

{

int res ;

   switch( pdrv )

   {

          case SD_CARD     :      res = SD_Init() ;     break;      //初始化SD卡

          case EX_FLASH     :      W25QXX_Init();      break;//初始化外部FLASH

          case DEV_USB       :      break;

   }

   if( res )

          return STA_NOINIT ;

   else

          return 0 ;

}