如何在Fatfs软件上去读写SD卡下文件呢

　　读写SD是嵌入式系统中一个比较基础的功能，在很多应用中都可以用得上SD卡。折腾了几天，总算移植成功了 最新版Fatfs（Fatfs R0.09） ，成功读写SD卡下文件。
　　
　　FatFs （ http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html）是一个通用的文件系统模块，用于在小型嵌入式系统中实现FAT文件系统。 FatFs 的编写遵循ANSI C，因此不依赖于硬件平台。它可以嵌入到便宜的微控制器中，如 8051， PIC， AVR， SH， Z80， H8， ARM 等等，不需要做任何修改。
　　1. SD卡/TF卡 硬件接口
　　SD卡有两种操作接口，SDIO和SPI。 使用SDIO口的速度比较快，SPI的速度比较慢 。
　　SD卡引脚描述如下： SD卡SPI接法如下：
　　
　　
　　我使用的是正点原子的开发板，所以采用的是SPI接口的模式。
　　TF卡SDIO 模式和SPI模式 引脚定义：
　　
　　可以发现Micro SD卡只有8个引脚是因为比SD卡少了一个Vss。使用TF转SD的卡套套在Micro SD卡上，这样一来大小就和SD卡一样大，这时候卡套上的9个引脚就和SD卡一样了，你可以完全当做SD卡来操作。
　　2. SD卡底层驱动
　　SD卡的操作比较复杂，需要多看看一些文档 。 这里附上SD底层驱动代码，代码说明详见注释
　　Sd卡SPi操作底层代码 ： sdcard.c sdcard.h
　　3. Fatfs 移植
　　FatFs 软件包中相关文件：
　　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 and disk I/O 模块公用的包含文件
　　integer.h 数据类型定义
　　option 可选的外部功能
　　diskio.c FatFs 与disk I/O 模块接口层文件（不属于 FatFs 需要由用户提供）
　　FatFs 配置，文件系统的配置项都在 ffconf.h 文件之中：
　　（1） _FS_TINY ：这个选项在R0.07 版本之中开始出现，在之前的版本都是以独立的文件出现，现在通过一个宏来修改使用起来更方便；
　　（2） _FS_MINIMIZE、_FS_READONLY、_USE_STRFUNC、_USE_MKFS、_USE_FORWARD 这些宏是用来对文件系统进行裁剪
　　（3） _CODE_PAGE ：本选项用于设置语言码的类型
　　（4） _USE_LFN ：取值为0~3，主要用于长文件名的支持及缓冲区的动态分配：
　　0：不支持长文件名；
　　1：支持长文件名存储的静态分配，一般是存储在BSS 段；
　　2：支持长文件名存储的动态分配，存储在栈上；
　　3：支持长文件名存储的动态分配，存储在堆上。
　　（5） _MAX_LFN ：可存储长文件的最大长度，其值一般为（12~255），但是缓冲区一般占（_MAX_LFN + 1） * 2 bytes；
　　（6） _LFN_UNICODE ：为1 时才支持unicode 码；
　　（7） _FS_RPATH ：R0.08a 版本改动配置项，取值范围0~2：
　　0：去除相对路径支持和函数；
　　1：开启相对路径并且开启f_chdrive（）和f_chdir（）两个函数；
　　2：在1 的基础上添加f_getcwd（）函数。
　　（8） _VOLUMES ：支持的逻辑设备数目；
　　（9） _MAX_SS ：扇区缓冲的最大值，其值一般为512；
　　（10） _MULTI_PARTITION：定义为1 时，支持磁盘多个分区；
　　（11） _USE_ERASE ：R0.08a 新加入的配置项，设置为1 时，支持扇区擦除；
　　（12） _WORD_ACCESS ：如果定义为1，则可以使用word 访问；
　　（13） _FS_REENTRANT ：定义为1 时，文件系统支持重入，但是需要加上跟操作系统信号量相关的几个函数，函数在syscall.c 文件中；
　　（14） _FS_SHARE ：文件支持的共享数目。
　　Fatfs 开源文件系统 从R0.07e 之后 版本开始就不再提供底层接口文件 diskio.c 模板，这里附上根据
　　以上SD卡底层驱动对应的 diskio.c 源码：
　　#include “common.h”
　　/*-----------------------------------------------------------------------*/
　　/* Inidialize a Drive */
　　DSTATUS disk_initialize （
　　BYTE drv /* Physical drive nmuber （0.。） */
　　）
　　{
　　u8 state;
　　if（drv）
　　{
　　return STA_NOINIT; //仅支持磁盘0的操作
　　}
　　state = SD_Init（）;
　　if（state == STA_NODISK）
　　{
　　return STA_NODISK;
　　}
　　else if（state ！= 0）
　　{
　　return STA_NOINIT; //其他错误：初始化失败
　　}
　　else
　　{
　　return 0; //初始化成功
　　}
　　}
　　/*-----------------------------------------------------------------------*/
　　/* Return Disk Status */
　　DSTATUS disk_status （
　　BYTE drv /* Physical drive nmuber （0.。） */
　　）
　　{
　　if（drv）
　　{
　　return STA_NOINIT; //仅支持磁盘0操作
　　}
　　//检查SD卡是否插入
　　if（！SD_DET（））
　　{
　　return STA_NODISK;
　　}
　　return 0;
　　}
　　/*-----------------------------------------------------------------------*/
　　/* Read Sector（s） */
　　DRESULT disk_read （
　　BYTE drv， /* Physical drive nmuber （0.。） */
　　BYTE *buff， /* Data buffer to store read data */
　　DWORD sector， /* Sector address （LBA） */
　　BYTE count /* Number of sectors to read （1..255） */
　　）
　　{
　　u8 res=0;
　　if （drv || ！count）
　　{
　　return RES_PARERR; //仅支持单磁盘操作，count不能等于0，否则返回参数错误
　　}
　　if（！SD_DET（））
　　{
　　return RES_NOTRDY; //没有检测到SD卡，报NOT READY错误
　　}
　　if（count==1） //1个sector的读操作
　　{
　　res = SD_ReadSingleBlock（sector， buff）;
　　}
　　else //多个sector的读操作
　　{
　　res = SD_ReadMultiBlock（sector， buff， count）;
　　}
　　/*
　　do
　　{
　　if（SD_ReadSingleBlock（sector， buff）！=0）
　　{
　　res = 1;
　　break;
　　}
　　buff+=512;
　　}while（--count）;
　　*/
　　//处理返回值，将SPI_SD_driver.c的返回值转成ff.c的返回值
　　if（res == 0x00）
　　{
　　return RES_OK;
　　}
　　else
　　{
　　return RES_ERROR;
　　}
　　}
　　/*-----------------------------------------------------------------------*/
　　/* Write Sector（s） */
　　#if _READONLY == 0
　　DRESULT disk_write （
　　BYTE drv， /* Physical drive nmuber （0.。） */
　　const BYTE *buff， /* Data to be written */
　　DWORD sector， /* Sector address （LBA） */
　　BYTE count /* Number of sectors to write （1..255） */
　　）
　　{
　　u8 res;
　　if （drv || ！count）
　　{
　　return RES_PARERR; //仅支持单磁盘操作，count不能等于0，否则返回参数错误
　　}
　　if（！SD_DET（））
　　{
　　return RES_NOTRDY; //没有检测到SD卡，报NOT READY错误
　　}
　　// 读写操作
　　if（count == 1）
　　{
　　res = SD_WriteSingleBlock（sector， buff）;
　　}
　　else
　　{
　　res = SD_WriteMultiBlock（sector， buff， count）;
　　}
　　// 返回值转换
　　if（res == 0）
　　{
　　return RES_OK;
　　}
　　else
　　{
　　return RES_ERROR;
　　}
　　}
　　#endif /* _READONLY */
　　/*-----------------------------------------------------------------------*/
　　/* Miscellaneous Functions */
　　DRESULT disk_ioctl （
　　BYTE drv， /* Physical drive nmuber （0.。） */
　　BYTE ctrl， /* Control code */
　　void *buff /* Buffer to send/receive control data */
　　）
　　{
　　DRESULT res;
　　if （drv）
　　{
　　return RES_PARERR; //仅支持单磁盘操作，否则返回参数错误
　　}
　　//FATFS目前版本仅需处理CTRL_SYNC，GET_SECTOR_COUNT，GET_BLOCK_SIZ三个命令
　　switch（ctrl）
　　{
　　case CTRL_SYNC：
　　SD_CS_ENABLE（）;
　　if（SD_WaitReady（）==0）
　　{
　　res = RES_OK;
　　}
　　else
　　{
　　res = RES_ERROR;
　　}
　　SD_CS_DISABLE（）;
　　break;
　　case GET_BLOCK_SIZE：
　　*（WORD*）buff = 512;
　　res = RES_OK;
　　break;
　　case GET_SECTOR_COUNT：
　　*（DWORD*）buff = SD_GetCapacity（）;
　　res = RES_OK;
　　break;
　　default：
　　res = RES_PARERR;
　　break;
　　}
　　return res;
　　}
　　/*-----------------------------------------------------------------------*/
　　/* User defined function to give a current time to fatfs module */
　　/* 31-25： Year（0-127 org.1980）， 24-21： Month（1-12）， 20-16： Day（1-31） */
　　/* 15-11： Hour（0-23）， 10-5： Minute（0-59）， 4-0： Second（0-29 *2） */
　　DWORD get_fattime （void）
　　{
　　return 0;
　　}
　　这里的结构函数为Fatfs提供和SD卡的通信接口。 在 最新版本的Fatfs中还加入了对中文文件名的支持，需要修改 ffconf.h
　　#define _CODE_PAGE 936 //- Simplified Chinese GBK （DBCS， OEM， Windows）
　　同时应该添加 option/cc936.c文件。但是这个文件有700多K占相当大的ROM， 像stm32F103RBT6这种小FLASH的MCU根本不行 ，加入当前工程文件中代码将增加160KB 左右。
　　配置好Stm32的串口和SPI等IO口设置后，就可以使用Fatfs做一些文件操作了。
　　4. Fatfs 文件操作
　　文件分配表FAT（File AllocationTable）用来记录文件所在位置的表格。它对于硬盘的使用是非常重要的，假若丢失文件分配表，那么硬盘上的数据就会因无法定位而不能使用了。
　　Fatfs 文件系统减轻了操作SD卡的工作量，调用其提供的函数就可以方便的操作文件，读写删改等。
　　这里提供一个main.c 示例：
　　#include “common.h”
　　#include 《string.h》
　　FRESULT scan_files （char* path）;
　　#define F_PUTS 1 //测试向文件写入字符串
　　#define F_READ 1 //测试从文件中读出数据
　　#define F_UNLINK 0 //测试删除文件
　　#define SCAN_FILES 1 //测试目录扫描
　　FATFS fs;
　　FRESULT res;
　　FIL file;
　　UINT br;
　　BYTE buffer［4096］; //以上变量作为全局变量 可以避免一些Bug
　　int main（void）
　　{
　　u16 i，n;
　　//stm32 初始化
　　RCC_Configuration（）;
　　NVIC_Configuration（）;
　　USART_Configuration（）;
　　SPI_Configuration（）;
　　GPIO_Configuration（）;
　　//fatfs 操作
　　f_mount（0， &fs）;
　　//如果data.txt存在，则打开；否则，创建一个新文件
　　res = f_open（&file， “0:/data.txt”，FA_OPEN_ALWAYS|FA_READ|FA_WRITE ）;
　　if（res！=FR_OK）
　　{
　　printf（“rn f_open（） fail 。. rn”）;
　　}else{
　　printf（“rn f_open（） success 。. rn”）;
　　}
　　#if F_READ
　　while（1）{ //使用f_read读文件
　　res = f_read（&file， buffer， 1， &br）; //一次读一个字节知道读完全部文件信息
　　if （res == FR_OK ）
　　{
　　printf（“%s”，buffer）;
　　}else{
　　printf（“rn f_read（） fail 。. rn”）;
　　}
　　if（f_eof（&file）） {break;}
　　}
　　/*if（ f_gets（buffer，sizeof（buffer），&file） ！= NULL） //使用f_gets读文件 ，存在 Bugs 待调试
　　{
　　printf（“%s”，buffer）;
　　}else{
　　printf（“rn f_gets（） fail 。. rn”）;
　　} */
　　#endif
　　#if F_PUTS
　　//将指针指向文件末
　　//res = f_lseek（&file，（&file）-》fsize）;
　　res = f_lseek（&file，file.fsize）;
　　n = f_puts（“rn hello dog 。.rn”， &file） ; //向文件末写入字符串
　　if（n《1） //判断写是否成功
　　{
　　printf（“rn f_puts（） fail 。. rn”）;
　　}else{
　　printf（“rn f_puts（） success 。. rn”）;
　　}
　　#endif
　　#if F_UNLINK
　　res = f_unlink（“test.jpg”）; //前提SD下存在一个test.jpg
　　if（res！=FR_OK）
　　{
　　printf（“rn f_unlink（） fail 。. rn”）;
　　}else{
　　printf（“rn f_unlink（） success 。. rn”）;
　　}
　　#endif
　　#if SCAN_FILES
　　printf（“rn the directory files ： rn”）;
　　scan_files（“/”）; //扫描根目录
　　#endif
　　f_close（&file）;
　　f_mount（0， NULL）;
　　while（1）;
　　}
　　FRESULT scan_files （
　　char* path /* Start node to be scanned （also used as work area） */
　　）
　　{
　　FRESULT res;
　　FILINFO fno;
　　DIR dir;
　　int i;
　　char *fn; /* This function is assuming non-Unicode cfg. */
　　#if _USE_LFN
　　static char lfn［_MAX_LFN + 1］;
　　fno.lfname = lfn;
　　fno.lfsize = sizeof lfn;
　　#endif
　　res = f_opendir（&dir， path）; /* Open the directory */
　　if （res == FR_OK） {
　　i = strlen（path）;
　　for （;;） {
　　res = f_readdir（&dir， &fno）; /* Read a directory item */
　　if （res ！= FR_OK || fno.fname［0］ == 0） break; /* Break on error or end of dir */
　　if （fno.fname［0］ == ‘。’） continue; /* Ignore dot entry */
　　#if _USE_LFN
　　fn = *fno.lfname ？ fno.lfname ： fno.fname;
　　#else
　　fn = fno.fname;
　　#endif
　　if （fno.fattrib & AM_DIR） { /* It is a directory */
　　sprintf（&path［i］， “/%s”， fn）;
　　res = scan_files（path）;
　　if （res ！= FR_OK） break;
　　path［i］ = 0;
　　} else { /* It is a file. */
　　printf（“rn %s/%s rn”， path， fn）;
　　}
　　}
　　}
　　return res;
　　}
　　其中 目录扫描函数 scan_files（ char * path） 参数格式如下：
　　
　　这里使用到了f_puts（）函数，所以必须在ffconf.h 中修改 #define _USE_STRFUNC 1