【HAL库每天一例】第045例：SDIO-FatFS文件系统功能使用

开发板

【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-045. SDIO-FatFS文件系统功能使用）

/**
  ******************************************************************************
  *                         硬石YS-F1Pro开发板例程功能说明
  *
  *  例程名称: YSF1_HAL-045. SDIO-FatFS文件系统功能使用
  *
  ******************************************************************************
  * 说明：
  * 本例程配套硬石STM32开发板YS-F1Pro使用。
  *
  * 淘宝：
  * 论坛：http://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。
  上个例程是直接对SD卡进行读写操作，一般使用SD卡都需要通过文件系统，使得类似电脑操作文件
一样简单明了。
  FatFS是一个专门为嵌入式开发的开源小型文件系统。提供了非常丰富的文件操作函数，本例程使用
其中部分函数实现文件操作。

【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

/**
******************************************************************************
* 文件名程: main.c
* 作者: 硬石嵌入式开发团队
* 版本: V1.0
* 编写日期: 2015-10-04
* 功能: 基于SD卡的FatFS文件系统功能测试
******************************************************************************
* 说明：
* 本例程配套硬石stm32开发板YS-F1Pro使用。
*
* 淘宝：
* 论坛：http://www.ing10bbs.com
* 版权归硬石嵌入式开发团队所有，请勿商用。
******************************************************************************
*/
/* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/
#include "stm32f1xx_hal.h"
#include "usart/bsp_debug_usart.h"
#include "sdio/bsp_sdcard.h"
#include "ff.h"
#include "ff_gen_drv.h"
#include "driverssd_diskio.h"
#include "string.h"
/* 私有类型定义 --------------------------------------------------------------*/
/* 私有宏定义 ----------------------------------------------------------------*/
/* 私有变量 ------------------------------------------------------------------*/
char SDPath[4]; /* SD卡逻辑设备路径 */
FATFS fs; /* FatFs文件系统对象 */
FIL file; /* 文件对象 */
FRESULT f_res; /* 文件操作结果 */
UINT fnum; /* 文件成功读写数量 */
char fpath[100]; /* 保存当前扫描路径 */
char readbuffer[512];
/* 扩展变量 ------------------------------------------------------------------*/
/* 私有函数原形 --------------------------------------------------------------*/
static void printf_fatfs_error(FRESULT fresult);
static FRESULT miscellaneous(void);
static FRESULT file_check(void);
static FRESULT scan_files (char* path);
/* 函数体 --------------------------------------------------------------------*/
/**
* 函数功能: 系统时钟配置
* 输入参数: 无
* 返回值: 无
* 说明: 无
*/
void SystemClock_Config(void)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE; // 外部晶振，8MHz
RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9; // 9倍频，得到72MHz主时钟
HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK; // 系统时钟：72MHz
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1; // AHB时钟：72MHz
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2; // APB1时钟：36MHz
RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; // APB2时钟：72MHz
HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2);
// HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000 1ms中断一次
// HAL_RCC_GetHCLKFreq()/100000 10us中断一次
// HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000000 1us中断一次
HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000); // 配置并启动系统滴答定时器
/* 系统滴答定时器时钟源 */
HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);
/* 系统滴答定时器中断优先级配置 */
HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0);
}
/**
* 函数功能: 主函数.
* 输入参数: 无
* 返回值: 无
* 说明: 无
*/
int main(void)
{
/* 复位所有外设，初始化Flash接口和系统滴答定时器 */
HAL_Init();
/* 配置系统时钟 */
SystemClock_Config();
/* 初始化串口并配置串口中断优先级 */
MX_DEBUG_USART_Init();
printf("****** 这是一个基于SD卡的FatFS文件系统功能使用 ******n");
/* 注册一个FatFS设备：SD卡 */
if(FATFS_LinkDriver(&SD_Driver, SDPath) == 0)
{
//在SD卡挂载文件系统，文件系统挂载时会对SD卡初始化
f_res = f_mount(&fs,(TCHAR const*)SDPath,1);
printf_fatfs_error(f_res);
if(f_res!=FR_OK)
{
printf("！！SD卡挂载文件系统失败。n");
while(1);
}
else
{
printf("》SD卡文件系统挂载成功，可以进行测试。n");
}
/* FatFs多项功能测试 */
f_res = miscellaneous();
printf("n*************** 文件信息获取测试 **************rn");
f_res = file_check();
printf("***************** 文件扫描测试 ****************rn");
strcpy(fpath,SDPath);
scan_files(fpath);
/* 不再使用，取消挂载 */
f_res = f_mount(NULL,(TCHAR const*)SDPath,1);
}
/* 注销一个FatFS设备：SD卡 */
FATFS_UnLinkDriver(SDPath);
/* 无限循环 */
while (1)
{
}
}
/**
* 函数功能: FatFS文件系统操作结果信息处理.
* 输入参数: FatFS文件系统操作结果：FRESULT
* 返回值: 无
* 说明: 无
*/
static void printf_fatfs_error(FRESULT fresult)
{
switch(fresult)
{
case FR_OK: //(0)
printf("》操作成功。n");
break;
case FR_DISK_ERR: //(1)
printf("！！硬件输入输出驱动出错。n");
break;
case FR_INT_ERR: //(2)
printf("！！断言错误。n");
break;
case FR_NOT_READY: //(3)
printf("！！物理设备无法工作。n");
break;
case FR_NO_FILE: //(4)
printf("！！无法找到文件。n");
break;
case FR_NO_PATH: //(5)
printf("！！无法找到路径。n");
break;
case FR_INVALID_NAME: //(6)
printf("！！无效的路径名。n");
break;
case FR_DENIED: //(7)
case FR_EXIST: //(8)
printf("！！拒绝访问。n");
break;
case FR_INVALID_OBJECT: //(9)
printf("！！无效的文件或路径。n");
break;
case FR_WRITE_PROTECTED: //(10)
printf("！！逻辑设备写保护。n");
break;
case FR_INVALID_DRIVE: //(11)
printf("！！无效的逻辑设备。n");
break;
case FR_NOT_ENABLED: //(12)
printf("！！无效的工作区。n");
break;
case FR_NO_FILESYSTEM: //(13)
printf("！！无效的文件系统。n");
break;
case FR_MKFS_ABORTED: //(14)
printf("！！因函数参数问题导致f_mkfs函数操作失败。n");
break;
case FR_TIMEOUT: //(15)
printf("！！操作超时。n");
break;
case FR_LOCKED: //(16)
printf("！！文件被保护。n");
break;
case FR_NOT_ENOUGH_CORE: //(17)
printf("！！长文件名支持获取堆空间失败。n");
break;
case FR_TOO_MANY_OPEN_FILES: //(18)
printf("！！打开太多文件。n");
break;
case FR_INVALID_PARAMETER: // (19)
printf("！！参数无效。n");
break;
}
}
/* FatFs多项功能测试 */
static FRESULT miscellaneous(void)
{
DIR dir;
FATFS *pfs;
DWORD fre_clust, fre_sect, tot_sect;
printf("n*************** 设备信息获取 ***************rn");
/* 获取设备信息和空簇大小 */
f_res = f_getfree((TCHAR const*)SDPath, &fre_clust, &pfs);
/* 计算得到总的扇区个数和空扇区个数 */
tot_sect = (pfs->n_fatent - 2) * pfs->csize;
fre_sect = fre_clust * pfs->csize;
/* 打印信息(4096 字节/扇区) */
printf("》设备总空间：%10lu KB。n》可用空间： %10lu KB。n", tot_sect *4, fre_sect *4);
printf("n******** 文件定位和格式化写入功能测试 ********rn");
f_res = f_open(&file, "FatFs读写测试文件.txt",
FA_OPEN_EXISTING|FA_WRITE|FA_READ );
if ( f_res == FR_OK )
{
/* 文件定位 */
f_res = f_lseek(&file,f_size(&file)-1);
if (f_res == FR_OK)
{
/* 格式化写入，参数格式类似printf函数 */
f_printf(&file,"n在原来文件新添加一行内容n");
f_printf(&file,"》设备总空间：%10lu KB。n》可用空间： %10lu KB。n", tot_sect *4, fre_sect *4);
/* 文件定位到文件起始位置 */
f_res = f_lseek(&file,0);
/* 读取文件所有内容到缓存区 */
f_res = f_read(&file,readbuffer,f_size(&file),&fnum);
if(f_res == FR_OK)
{
printf("》文件内容：n%sn",readbuffer);
}
}
f_close(&file);
printf("n********** 目录创建和重命名功能测试 **********rn");
/* 尝试打开目录 */
f_res=f_opendir(&dir,"TestDir");
if(f_res!=FR_OK)
{
/* 打开目录失败，就创建目录 */
f_res=f_mkdir("TestDir");
}
else
{
/* 如果目录已经存在，关闭它 */
f_res=f_closedir(&dir);
/* 删除文件 */
f_unlink("TestDir/testdir.txt");
}
if(f_res==FR_OK)
{
/* 重命名并移动文件 */
f_res=f_rename("FatFs读写测试文件.txt","TestDir/testdir.txt");
}
}
else
{
printf("!! 打开文件失败：%dn",f_res);
printf("!! 或许需要再次运行“FatFs移植与读写测试”工程n");
}
return f_res;
}
/**
* 文件信息获取
*/
static FRESULT file_check(void)
{
static FILINFO finfo;
/* 获取文件信息 */
f_res=f_stat("0:TestDir/testdir.txt",&finfo);
if(f_res==FR_OK)
{
printf("“testdir.txt”文件信息：n");
printf("》文件大小: %ld(字节)n", finfo.fsize);
printf("》时间戳: %u/%02u/%02u, %02u:%02un",
(finfo.fdate >> 9) + 1980, finfo.fdate >> 5 & 15, finfo.fdate & 31,finfo.ftime >> 11, finfo.ftime >> 5 & 63);
printf("》属性: %c%c%c%c%cnn",
(finfo.fattrib & AM_DIR) ? 'D' : '-', // 是一个目录
(finfo.fattrib & AM_RDO) ? 'R' : '-', // 只读文件
(finfo.fattrib & AM_HID) ? 'H' : '-', // 隐藏文件
(finfo.fattrib & AM_SYS) ? 'S' : '-', // 系统文件
(finfo.fattrib & AM_ARC) ? 'A' : '-'); // 档案文件
}
return f_res;
}
/**
* @brief scan_files 递归扫描FatFs内的文件
* @param path:初始扫描路径
* @retval result:文件系统的返回值
*/
static FRESULT scan_files (char* path)
{
FRESULT res; //部分在递归过程被修改的变量，不用全局变量
FILINFO fno;
DIR dir;
int i;
char *fn; // 文件名
#if _USE_LFN
/* 长文件名支持 */
/* 简体中文需要2个字节保存一个“字”*/
static char lfn[_MAX_LFN*2 + 1];
fno.lfname = lfn;
fno.lfsize = sizeof(lfn);
#endif
//打开目录
res = f_opendir(&dir, path);
if (res == FR_OK)
{
i = strlen(path);
for (;;)
{
//读取目录下的内容，再读会自动读下一个文件
res = f_readdir(&dir, &fno);
//为空时表示所有项目读取完毕，跳出
if (res != FR_OK || fno.fname[0] == 0) break;
#if _USE_LFN
fn = *fno.lfname ? fno.lfname : fno.fname;
#else
fn = fno.fname;
#endif
//点表示当前目录，跳过
if (*fn == '.') continue;
//目录，递归读取
if (fno.fattrib & AM_DIR)
{
//合成完整目录名
sprintf(&path[i], "/%s", fn);
//递归遍历
res = scan_files(path);
path[i] = 0;
//打开失败，跳出循环
if (res != FR_OK)
break;
}
else
{
printf("%s/%sn", path, fn); //输出文件名
/* 可以在这里提取特定格式的文件路径 */
}//else
} //for
}
return res;
}
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