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【试用报告】STM32与RT-Thread的完美结合:SD卡操作的顺畅体验!

电子发烧友论坛 来源:未知 2023-07-11 09:20 次阅读

本篇将介绍——如何在正点原子STM32探索者V3开发板上使用RT-ThreadSDIO驱动和FATFS文件系统组件实现SD卡上的文件读写。


开始本篇实验前,需要搭建RT-Thread开发环境,可以参考我之前的帖子:【正点原子STM32探索者V3开发板体验】体验RT-Thread 5.0.0版本


在正点原子STM32探索者V3开发板上使用RT-Thread驱动SD卡实现文件读写只需要三步:


  • 配置FATFS和SDIO功能

  • 编译项目代码

  • 烧录程序到开发板


对,你没看错,不用写代码,只需要改改配置,编译、烧录、运行就可以了!


一、准备工作


1.1 准备好开发板和SD卡

开始本篇实验之前,需要准备一个MicroSD卡,我这里准备的是一个32G的闪迪卡:



1.2 创建RT-Thread项目

和上一篇文章类似,首先打开RT-Thread Env工具, 并跳转到rt-thread源码的bsp/stm32/stm32f407-atk-explorer子目录。


然后,使用如下scons命令,创建RT-Thtread项目:

scons --dist --target=mdk --project-name=rtt_sdio --project-path=D:\Hardware\ST\ExplorerV3_STM32F407\Elecfans_03\rtt_sdio

(左右移动查看全部内容)


如下图所示:



注:如果已有RT-Thread项目,则可以跳过此步骤。


该命令执行完成后,就可以看到创建的目录和文件了:



其中,rtt_sdio.uvprojx即为刚刚scons命令生成的Keil项目文件。


二、配置RT-Thread


PS:这个以RT-Thread Env工具为例,对RT-Thread进行配置,如果是使用RT-Thread Studio创建项目,进行配置也是类似的。


2.1 打开文件系统相关配置

RT-Thread Env命令行窗口跳转到项目所在目录后,执行meuconfig命令并回车,打开配置界面:



常用操作说明:

  • 上下键,移动光标

  • 回车键,进入配置项

  • ESC键,退出当前配置,返回上一级配置

  • 空格键,选中或取消光标所在配置项

  • “/”键,搜索界面


在 Hardware Drivers Config -> Onboard Periopheral Drivers 配置中,选中 Enable File System:



PS:该配置项选(BSP_USING_FS)中后,会自动选中RT_USING_DFS和RT_USING_DFS_ROMFS配置项。


2.2 打开SD卡相关配置

选中 Hardware Drivers Config -> Onboard Periopheral Drivers -> Enable File System (BSP_USING_FS)配置项后,继续回车:



选中Enable SDCARD配置项目,如上图所示。


然后左右移动底部光标到Save菜单上,回车保存,提示保存为.config:



回车后,弹出提示说配置已写入到.config了:



敲回车,界面将会返回配置界面。


此时,我们的对项目配置的修改已经保存到.config文件了,我们只需要连续按ESC键即可退出配置界面。


2.3 打开RTC配置

类似的,找到并打开如下配置项:



该配置项用于打开RTC功能,以实现计时功能(PS:文件系统需要计时功能)。


2.4 重新生成Keil项目文件

由于刚刚我们修改了配置项,开启了文件系统和SD卡相关的配置项目,需要重新生成Keil项目文件,才能正常编译成功。


在当前项目目录中,使用如下命令,重新生成Keil项目文件:

scons --target=mdk --project-name=rtt_sdio

(左右移动查看全部内容)


如下图所示:




三、编译、烧录、运行


3.1 编译项目

由于我安装的是Keil 5.37,需要先切换默认便器才可以正常编译通过。


切换默认编译器,具体操作为:



在弹出的Options for Target - rt-thread界面中,下拉ARM Compiler,选择Use default compiler version 6,即使用默认的版本6编译器;


点击底部的OK,确认。


修改完默认编译器后,点击编译图标(或者按快捷键F7进行编译),将会开始编译:



编译完成后,Build Output将会看到:



有一个Error,重新编译一下,可以直接看得清楚,不用往回找是哪个文件编译报错:



报错信息说:

  • board/ports/drv_filesystem.c文件中,声明变量romfs_root为static

  • rt-thread/components/dfs/filesystems/romfs\dfs_romfs.h文件中,声明变量romfs_root为非static,


前后声明不一致,导致报错,解决方法很简单, 将drv_filesystem.c中的static去掉即可 。


修改后,再次重新编译,就可以编译通过了:



3.2 下载程序

编译成功后,我们需要将生成的二进制程序代码文件烧录到开发板上。


开始测试之前,我们需要先将MicroSD卡插入开发板(建议断电操作,PC端先断开):



插入SD卡后,检查开发板和PC之间的USB线和JTAG调试器连接。


由于我使用的是JLink调试器,因此还需要修改项目的调试器设置(Keil项目默认的调试器设置是ULINK)。


修改Keil项目的调试设置,具体操作如下(这里以JLink为例):





这里,我修改了Port为SW,代表使用SWD接口(JTAG也可以),Max表示最大时钟信号频率,修改为50M下载速度更快。


看到成功识别了 ARM CoreSight JTAG-DP,说明JLINK调试器已经成功识别到主控芯片了。



最后点击确定,回到Options for Target - Blinky界面,点击OK,保存设置;


以上准备就绪后,在Keil中,点击Download按钮(或者F8快捷键),开始下载程序到开发板:



3.3 运行程序

烧录完成后,连接串口,输入help命令回车可以看到:



可以看到文件系统相关的操作命令:

  • mkfs,可以用于创建文件系统

  • mount,可以用于挂载文件系统

  • umount,可以用于卸载文件系统


还有文件相关的操作命令:

  • cp,拷贝文件

  • mv,移动或重命名文件

  • cat,显示文件内容

  • echo,可用于创建或写入文件


四、在msh中操作SD卡


烧录完成后,我们就可以在RT-Thread的msh环境中愉快地操作SD卡了。


4.1 查看设备

输入list device命令并回车,可以查看设备:



这里sd0为分区,后续会对他进行操作。


4.2 格式化SD卡

初次使用的SD卡,可能没有文件系统,或者文件系统不是FAT格式的,需要将SD卡格式化为FAT文件系统,后续才能挂载成功。


注意:格式化操作会导致SD卡上已有数据全部丢失;因此,在执行格式化操作前,请确认SD卡上没有重要数据,或者你已对SD卡上的重要数据进行了备份。


mkfs命令用法:



接下来,我们可以通过mkfs命令对SD卡进行格式化:



mkfs执行会持续一段时间,请耐心等待(具体因不同SD卡容量和速度等级而异,我的32GB卡消耗了几秒钟)。


4.3 挂载文件系统

接下来,我们可以在串口终端内使用mount命令将SD卡挂载到根目录:



mount -h可以查看mount命令的用法:



另外需要注意的是,fstype参数使用的是elm(这里的elm实际就是FATFS)。


4.4 简单的文件读写测试

前面提到echo命令比较特殊,可以写文件,接下来使用echo写文件,cat读文件,ls查看文件:



这里使用了ls、echo、cat命令,进行了文件读写操作。


4.5 简单的目录操作测试

接下来,进行简单的目录操作演示。



这里首先使用了pwd查看当前工作目录,然后演示了ls、mkdir、cd命令;


如果你是对RT-Thread了解不多的朋友,看到这里可能会非常惊奇——在一个可以运行在单片机RTOS上,居然可以这么方便的进行文件系统、目录、文件操作。


五、本篇小结


可以看到,在基于RT-Thread系统的项目中,我们没有添加任何代码,就可以实现SD卡进行文件系统和件相关操作。这是因为RT-Thread系统正点原子STM32探索者V3开发板的BSP中已经支持了SDIO功能,另外RT-Thread系统本身包含了SDIO驱动框架、FATFS支持,以及相关的命令。因此,我们可以在shell中非常方便的进行文件系统相关操作,以及文件相关操作。


参考链接

  • RT-Thread Env工具下载:https://www.rt-thread.org/download.html#download-rt-thread-studio

  • RT-Thread Env 用户手册:https://www.rt-thread.org/document/site/#/development-tools/env/env

  • RT-Thread 5.0.0 发布声明:https://mp.weixin.qq.com/s/x9Sb3hc_GxV5VYfagGKhcA

  • RT-Thread RTC设备文档:https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/programming-manual/device/rtc/rtc

  • RT-Thread 虚拟文件系统:https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/programming-manual/filesystem/filesystem





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