# T. \4 j& B+ }% O' t  I9 v5 R% R
9 P" p  m' y* ~3 ?7 J. Q6 a1 前言
0 c- p, c6 n1 s, U; ]# v. D% W本文介绍基于CubeMx如何创建一个读取U盘的工程,并通过FAT32文件系统创建和读取文件。
' R" a/ M- _3 k/ B  _; E
2 创建工程
: h6 ^. j, J5 ]- F0 x' m( I读取U盘的程序在实际项目中经常会用到，这里我们基于STM3240G-EVAL评估板来示例如何创建一个读取U盘的程序。
& E. @$ r; U' q3 ]9 s; @( ]
% |4 o7 n; G% e. b, o4 s6 e0 p在这个示例中，我们将通过一个按键来触发文件的读写。
' ~5 S9 W! e; A* H. z
2.1 硬件介绍
在正式创建工程之前，我们首先非常必要了解STM3240G-EVAL评估板相关的电路设计。
STM3240G-EVAL使用25M外部HSE，USB相关电路如下：
! Q  `" ?4 B- m8 Y# r- aUSB电路

: t% i* g- m" F8 m% h- i3 D+ A7 P. z

6 ?) Z5 d8 ?: ]8 ~( n, Z, u

图1 USB电路

如上图所示，MCU通过PH5管脚来控制外部U盘的VBUS，低电平为使能。
按键相关电路如下：
; Z' `4 Z8 e  i2 l按键相关电路
% ]- R4 I% z5 h9 O  Q) T$ U2 {
9 D% `+ Q, _  d/ H' Z3 J: i

图2 按键相关电路

2.2 创建CubeMx工程
STM3240G-EVAL评估板使用的是STM32F407IGH6，因此创建对应的CubeMx工程，在pingout页面中使能USB_OTG_FS外设，并设置为Host_Only：
/ n8 t9 n' ~; q. W0 V! [USB_OTG_FS设置为主机模式
3 O& P% R( O1 _& M3 r- m/ e# }
- Y7 C) l' Q+ [! w2 F( A

, u& K) \, r5 |( g

图3 USB_OTG_FS设置为主机模式

并见PH5设置为GPIO_Output模式，用作使能VBUS。同时将PH15设置为外部中断，检测下降沿。
* H3 b2 }( x) G0 e3 t; X9 J2 z( ? pinout分布
. r6 O* u4 r+ p

- j7 q  ~) K* l1 E3 C

图4 pinout分布

时钟树方面外部25M HSE，主频设置为168M，USB时钟48M，如下所示：
时钟树设置
& V- A+ R/ E& h% w1 r9 R' L

0 `! G. R! [+ |& }7 e; L

图5 时钟树设置

在配置方面，HAL层GPIO基本没有什么特殊，记得外部中断使用检测下降沿，这个是使用在按键中：
) \+ `' z# Y. t" O0 d按键检测外部中断
6 Y9 z6 Z* _  E- D, w

图6 按键检测外部中断

在NVIC中，一定要将USB的中断优先级高于按键中断，否则U盘不能正常读取。这里USB中断优先级设置为1，而外部中断15设置为5，如下图所示：
* t' T( n2 M' x中断优先级配置

图7 中断优先级配置

同时为USB选上MSC类，且勾上使用USB disk FAT文件系统：
USB MSC类和FAT文件系统
2 I' X- I( Q  x" K/ I
& l- X5 }& N: y

图8 USB MSC类和FAT文件系统

中间件配置方面，其实可以使用默认，不过我们还是修改部分参数。
在文件系统配置方面：
, J9 w" u1 b+ R: k7 y文件系统参数配置

图9 文件系统参数配置

我们只是简单地将其配置成支持中文，并支持长文件名。
最后，将栈和堆的空间大小都设置为2K：
堆栈大小设置

2 A" W9 g. V2 b7 C$ q1 u1 m

图10 堆栈大小设置

OK，接下来就可以生成工程了。

2.3 代码修改
在生成的代码中，首先我们对main函数进行修改，在main函数中我们需要做的工作主要有以下几件：

/ n0 P( b1 @' y# x0 {完成系统初始化
使能VBUS
& \* j" j* f' w: t; @3 B+ L1 X当检测到插入U盘时挂载文件系统
当检测到U盘拔出时，卸载文件系统
2 B- g$ e/ i% h/ E2 P$ _6 y于是main函数如下所示：

1. int main(void)
   
2. {
   
3.   /* USER CODE BEGIN 1 */
   : b5 x2 D- M4 \$ @$ M* |
4. static ApplicationTypeDef pre_state = APPLICATION_IDLE;
   
5.    FATFS fs;
   ' {& j0 ?* P0 r1 T
6.   /* USER CODE END 1 */
   $ l2 B- [& K# O% G' v0 x6 H! i1 n
7.   /* MCU Configuration----------------------------------------------------------*/
   ' @  N8 t, M: B# F
8.   /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
   2 n8 U  w5 p' G+ S3 H
9.   HAL_Init();
   
10.   /* Configure the system clock */
    3 d7 z" `) G2 D" j9 K
11.   SystemClock_Config();
    - J$ P9 N% R; Z6 i: ?+ Z4 T
12.   /* Initialize all configured peripherals */
    / ?! T; n' k; i. t: q7 M" x
13.   MX_GPIO_Init();
    
14.   MX_FATFS_Init();
    ' k; U6 x1 t. ?+ Y: d, V1 i2 O
15.   MX_USB_HOST_Init();
    5 G, ^8 N( {2 x" c
16.   /* USER CODE BEGIN 2 */
    7 ?% H" i) f- F
17. HAL_GPIO_WritePin(GPIOH, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET);//enable usb VBUS
    ' N* W- |. u- \9 e; c9 w0 G
18.   /* USER CODE END 2 */
    
19.   /* Infinite loop */
    
20. /* USER CODE BEGIN WHILE */
    
21.   while (1)
    , ]/ ?$ M7 b( n; `$ O6 C
22.   {
    
23.   /* USER CODE END WHILE */
    
24.     MX_USB_HOST_Process();
    - r' j3 c( W1 T+ c" H: j
25.   /* USER CODE BEGIN 3 */
    ' [3 ^& u6 c$ B8 O
26.     if (pre_state != Appli_state)
    ) Z$ S0 i4 x3 C
27.     {
    9 H* F5 M; z6 z, @+ G1 v
28.         switch(Appli_state)
    
29.         {
    
30.             case APPLICATION_DISCONNECT: //USB flash disk remove
      L+ W7 {, d4 F( a
31.                 /* Register the file system object to the FatFs module */
    
32.                 if(f_mount(NULL, "", 0) != FR_OK)
    
33.                 {
    - H: i: N: N4 c4 u+ w* O3 |
34.                     USBH_UsrLog("ERROR : Cannot exit FatFs! \n");
    . ?! s/ ]4 k: b& n) q+ l% p6 i! z- ^
35.                 }
      m' \  {) d6 x+ v
36.                 break;
    
37.             case APPLICATION_READY:   //USB flash disk plugin
    + \0 v8 @+ `2 O; Q: X% \
38.                 /* Open or create a log file and ready to append */
    
39.                 if(f_mount(&fs, "", 0) != FR_OK)
    ) O2 w% b8 A; g# G
40.                 {
      S1 ]" z& T. N# z' u7 V" C
41.                     break;
    
42.                 }
    
43.                 break;
    
44.             default:
    7 o+ H+ Y2 h7 ?+ h
45.                 break;
    
46.             }
    
47.         }
    
48.         pre_state = Appli_state;
    & \5 J7 {6 ^' Z5 I2 O4 U" M+ e7 i
49.   }
    * N" [" G) d* y( t
50.   /* USER CODE END 3 */
    
51. }

复制代码

如上代码，程序通过拉低PH5管脚来使能VBUS。使用使用一个静态的局部变量pre_state来记录之前的U盘拔插状态，用以跟踪U盘的连接状态，当U盘插入时，立即挂载文件系统。当检测到U盘拔出时则卸载文件系统。

- D1 d! j5 ~. ^0 u' A6 i& d接下来看按键中断处理，这里，我们在按键中断中分别做3次测试，写文件测试，和文件扫描测试 :
) y9 d) f, c* O+ ?  I

1. void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
   * C3 s/ [5 ]3 m- y3 L/ `
2. {
   
3.     static uint8_t step =0;
   
4.     if(USBH_MSC_IsReady(&hUsbHostFS))
   ' b  Y7 A" c! O* ?
5.     {
   
6.         switch(step ++)
   
7.         {
   ! L4 t% m, K7 W! C& y& w! j8 D8 [
8.         case 0:
   
9.             writefile_test(); //写文件测试
   
10.             break;
    ; l6 [$ R) e/ d2 X
11.         case 1:
    * w. d7 |. ^" W0 ]/ c
12.             readfile_test();    //读文件测试
    
13.             break;
    " z! A7 u* S1 @( O
14.         case 2:
    
15.             Explore_Disk("0:/", 1); //文件扫描测试
    
16.             break;
    ! b4 |% S: k) m+ o7 B. C
17.         default:
    
18.             break;
    
19.         }
    
20.         if(step >2)
    
21.         {
    
22.             step =0;
    8 n5 t. t+ U, {7 R9 J7 F
23.         }
    
24.     }
    2 F  V3 ^3 \! g0 O/ c. o! P
25.     else
    ) v0 V$ @2 M) E' Y, t, g! L( |9 F
26.     {
    $ o4 c0 T. v6 {! i! u# F) v
27.         USBH_UsrLog("USB Device is not ready.\n");
    ) W3 _7 N) C  @
28.     }
    + |3 a8 J* W% k, L& Y
29. }

复制代码

文件扫面测试，写问津测试，读文件测试：

1. FRESULT Explore_Disk(char *path, uint8_t recu_level)
   
2. {
   
3.   FRESULT res = FR_OK;
   
4.   FILINFO fno;
   
5.   DIR dir;
   ! Q, M; J7 I0 G
6.   char *fn;
   , L! y, V/ Y' i; N9 S2 T* j
7.   char tmp[14];
   7 l/ R* n. k3 Z. Z  A1 k4 X
8.   uint8_t line_idx = 0;
     M& \3 ~  y4 j
9. 
   
10. #if _USE_LFN
    % [) Q4 R4 W6 u6 V8 e/ h% p
11.   static char lfn[_MAX_LFN + 1];   /* Buffer to store the LFN */
    1 t  S+ \& j3 P8 h, G! m7 t
12.   fno.lfname = lfn;
    / V; ?7 O* N2 t& u3 {$ {8 f' b5 }
13.   fno.lfsize = sizeof lfn;
    
14. #endif
    
15. 
    $ m0 @2 I+ t+ A* B
16.   res = f_opendir(&dir, path);
    , N/ {  d% u1 U1 d! E
17.   if(res == FR_OK)
    , P9 G3 t, Z; ^& H% m: ]9 \
18.   {
    # i( h7 m' y9 Q6 T
19.     while(USBH_MSC_IsReady(&hUsbHostFS))
    2 @% M* \% L5 R) H
20.     {
    & m+ b+ f0 R# D5 h& V: P# F" _
21.       res = f_readdir(&dir, &fno);
    
22.       if(res != FR_OK || fno.fname[0] == 0)
    7 p, d7 y8 Z! e7 D( _/ ]4 G
23.       {
    
24.         break;
    
25.       }
    " P/ z# Y6 e# U/ f& v8 W
26.       if(fno.fname[0] == '.')
    3 m. b. }6 z6 d+ Q6 c( R- a8 w7 B
27.       {
    
28.         continue;
    
29.       }
    ! u7 l5 h1 x5 O% Z
30. 
    
31. #if _USE_LFN
      `( Q/ j3 z- F# v$ {: r
32.       fn = *fno.lfname ? fno.lfname : fno.fname;
    
33. #else
    
34.       fn = fno.fname;
    4 X# w$ X& r( ~
35. #endif
    
36.       strcpy(tmp, fn);
    
37. 
    
38.       line_idx++;
    / R; m; h% p5 P! q5 c! w1 f
39.       if(line_idx > 9)
    
40.       {
    
41.         line_idx = 0;
    # k- d6 c; `; u
42.       }
    
43. 
    ) e- q" T- Q# P* F$ E
44.       if(recu_level == 1)
    7 L! R: I5 o7 b9 F3 {, i
45.       {
    
46.         USBH_UsrLog("   |__");
    
47.       }
    2 [3 Q) Z' n" H6 @
48.       else if(recu_level == 2)
    
49.       {
    / `" y5 l5 f- s; c
50.         USBH_UsrLog("   |   |__");
    
51.       }
    1 i1 A* h, C7 b
52.       if((fno.fattrib & AM_MASK) == AM_DIR)
    
53.       {
    . @& L; u3 ~3 Z
54.         strcat(tmp, "\n");
    
55.         USBH_UsrLog((void *)tmp);
    
56.         Explore_Disk(fn, 2);
    
57.       }
    
58.       else
    
59.       {
    8 r* [) P. }3 n4 s+ ^6 i4 a5 @
60.         strcat(tmp, "\n");
    
61.         USBH_UsrLog((void *)tmp);
    
62.       }
    # v2 {: [4 S+ T/ P
63. 
    
64.       if(((fno.fattrib & AM_MASK) == AM_DIR)&&(recu_level == 2))
    5 n" e6 W2 h( h' E
65.       {
    
66.         Explore_Disk(fn, 2);
    . Z$ u$ i) f/ t9 q$ V) w- n# B
67.       }
    : v! M) B8 W8 d& D" _8 D" U
68.     }
    
69.     f_closedir(&dir);
    
70.   }
    ) n4 o. U- n5 b1 q- p" S
71.   return res;
    & E- K, l. @7 ]+ H+ o8 g" t4 o
72. }
    * C4 w* L$ N2 {0 n& i& a& I
73. void writefile_test(void)
    $ E5 C# n7 X  I& d0 X, \5 l" u
74. {
    
75.     FIL fil;
    
76.     FRESULT fr;
    
77. 
    
78.     /* Opens an existing file. If not exist, creates a new file. */
    
79.     fr = f_open(&fil, "0:/mytest.txt", FA_READ | FA_WRITE | FA_CREATE_ALWAYS);
    - p, F5 p8 ?0 |" S4 l
80.     if (fr != FR_OK)
    
81.     {
    " @1 W: d2 q& R" i" I
82.         return;
    
83.     }
    ( f- w2 [* R. @5 z3 E- @( c( N
84.     f_printf(&fil, "%s\n", "[USB]write txt OK!0123456789");
    
85. 
    
86.     /* Close the file */
    : d3 Q5 U1 x, W+ m/ N1 ^( P: \& r
87.     f_close(&fil);
    + r' D! d! R8 R
88. }
    
89. void readfile_test(void)
    
90. {
    8 N. r1 R$ l0 n3 d
91.     FIL fil;
    
92.     FRESULT fr;
    ! }; q& ]* s9 N( D" F
93.     uint8_t buff[20];
    9 \  M' j6 H/ k2 e. M  r& P# P7 B
94.     UINT off = 0;
    
95. 
    
96.     /* Opens an existing file. If not exist, creates a new file. */
    0 D, P! V4 m% g8 `& S1 X$ M
97.     fr = f_open(&fil, "0:/mytest.txt", FA_READ);
    
98.     if (fr != FR_OK)
    . ~. g3 N5 P7 l0 X
99.     {
    
100.         return;
     
101.     }
     ! a/ g, \- U% m8 i( J" |. T
102. 
     
103.     f_read(&fil, buff, 16, &off);
     
104.     buff[16] = 0;
     
105. 
     
106.     /* Close the file */
     
107.     f_close(&fil);
     . T7 Y) h. [$ ?/ \3 M6 I. ?7 N
108. }

复制代码

最后将U盘去下来插入到windows查看，可以正常考到测试文件mytest.txt文件，这证明结果是OK的。
  F/ E2 M+ L( N- A) G( J+ P
' u4 X; k9 Z5 w3 结论
按键的中断EXIT15的优先级一定不能过于USB的中断优先级，否则代码运行到操作文件的时候回卡死！
* g/ l$ B% W, U( I0 J
/ I; h1 m/ y9 [! c' S5 X/ N2 n通过CubeMx工具将一个比较复杂的读取文件系统工程大大简化的。
" _1 E$ B. Q5 h  y, g8 H9 v' C


) Y5 K4 T+ l0 u  f4 @1 [转载自flydream0


: p7 @7 A! |) T4 |. \1 }& a