88.1 初学者重要提示
1、 SDMMC的相关知识点可以看第87章。
2、 操作SD卡是以扇区(512字节)为单位进行操作。
3、 SD卡联盟强烈强烈建议使用此软件来格式化SD/SDHC/SDXC卡,而不要使用各个操作系统随附的格式化工具。通常,操作系统附带的格式化工具可以格式化包括SD/SDHC/SDXC卡在内的各种存储介质,但是可能无法针对SD/SDHC/SDXC卡进行优化,并且可能导致性能降低。
4、 STM32H7的SDMMC也支持eMMC:
5、 支持128GB的大容量SD卡,需要大家使能FatFS的exFAT即可。
6、 FatFs的挂载函数f_mount可以上电后仅调用一次,本章配套例子为了测试方式,使用前挂载,使用完毕后卸载。
88.2 SD卡硬件接口设计
STM32H7驱动SD卡设计如下:
关于这个原理图,要了解到以下几个知识:
大家自己设计推荐也接上拉电阻。
这里采用SDMMC的4线方式。
88.3 SD卡基础知识
这里将SD卡相关的基础知识为大家做个普及。
88.3.1 SD卡分类
根据不同容量做的区分,主要包括Full SD,miniSD和microSD。
88.3.2 SD卡容量及其使用的文件系统
容量小于2GB(SD卡)使用FAT12或者FAT16,容量在2GB和32GB之间(SDHC卡)使用FAT32,容量大于32GB小于2TB(SDXC卡)使用exFAT。
88.3.3 SD卡总线速度和速度等级
SD卡速度:
SD卡速度等级:
88.4 各种存储卡区别
市面上的卡种类非常多,容易把人搞糊涂,这里将这些卡种类为大家做个区分:
88.4.1 SD卡,miniSD卡,TF卡,MircoSD卡
TF卡是MicroSD卡的另一种叫法,无需做区分。SD卡,miniSD卡,MircoSD卡其实是一种卡,区别是引脚使用上。
88.4.2 SDIO卡
SDIO卡就是使用SDIO外设来接SD卡。
而为什么叫SDIO,根据wiki百科说明,其实就是SD卡接口规范的扩展,带了输入输出功能,这个接口不仅可以接SD卡,还可以接其它外设,如条形码读卡器,WiFi,蓝牙,调制解调器等。
对于STM32的SDIO来说,他就是指STM32的一个外设接口,不仅能够来接SD卡,还可以接其它外设。
88.4.3 MMC卡,eMMC
截止2018年,市场上已经没有设备内置MMC卡槽,但eMMC得到了广泛应用。
88.4.4 CF卡
CF卡是早期最成功的存储卡格式之一,像MMC/SD卡都是后来才推出的。CF卡仍然很受欢迎卡之一,并得到许多专业设备和高端消费类设备的支持。截至2017年,佳能和尼康都将CompactFlash用于其旗舰数码相机。佳能还选择了CompactFlash作为其专业高清无带摄像机的记录介质。
基础规格:
实际效果:
88.4.5 总体区别
88.5 关于SD卡内部是否自带擦写均衡
根据网上搜的一个闪迪的规格书,里面说是带擦写均衡的:
88.6 FatFs文件系统简介
FatFs是用于小型嵌入式系统的通用FAT / exFAT文件系统模块。FatFs是按照ANSI C(C89)编写的并且与磁盘I / O层完全分开。因此,它独立于平台。它可以并入资源有限的小型MCU中,例如8051,PIC,AVR,ARM,Z80,RX等。此处还提供了适用于小型MCU的Petit FatFs模块。
特征:
DOS / Windows兼容的FAT / exFAT文件系统。
平台无关,容易移植。
程序代码和工作区的占用空间非常小。
支持以下各种配置选项:
ANSI / OEM或Unicode中的长文件名。
exFAT文件系统,64位LBA和GPT可存储大量数据。
RTOS的线程安全。
多个卷(物理驱动器和分区)。
可变扇区大小。
多个代码页,包括DBCS。
只读,可选API,I / O缓冲区等
FatFS的官网的资料介绍非常详细,大家哪里不清楚的都可以找到说明,如果打算使用FatFS,建议把官方的这些资料了解下:
88.7 FatFs移植步骤
这里将FatFs的移植步骤为大家做个说明。
FatFs各个文件的依赖关系:
驱动一个磁盘或者多个磁盘的框图:
88.7.1 第1步,了解整体设计框架
为了方便大家移植,需要大家先对移植好的工程有个整体认识:
88.7.2 第2步,添加FatFs和SDMMC驱动到工程
本教程前面章节配套的例子都可以作为模板使用,在模板的基础上需要添加FatFs文件,SDMMC驱动文件和SD卡驱动文件,大家可以直接从本章教程提供的例子里面复制。
SD卡驱动文件bsp_sdio_sd.c和bsp_sdio_sd.h添加到自己的工程里面,路径不限。
配套例子是放在\User\bsp\src和\User\bsp\inc文件。
SDMMMC驱动文件stm32h7xx_hal_sd.c和stm32h7xx_ll_sdmmc.c
这个是STM32H7的HAL库自带的。
FatFs相关源文件。
大家可以将所有相关文件都复制到自己的工程里面,配套例子是放在\Libraries\FatFs。
88.7.3 第3步,添加工程路径
当前需要添加的两个FatFs路径,大家根据自己添加的源文件位置,添加相关路径即可:
88.7.4 第4步,配置GPIO和时钟
根据大家使用SDMMC1或者SDMMC2配置相应时钟和GPIO,当前V7板子是用的SDMMC1:
- __weak void BSP_SD_MspInit(SD_HandleTypeDef *hsd, void *Params)
- {
- GPIO_InitTypeDef gpio_init_structure;
- /* Enable SDIO clock */
- __HAL_RCC_SDMMC1_CLK_ENABLE();
- /* Enable GPIOs clock */
- __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
- __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
- __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
- gpio_init_structure.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
- gpio_init_structure.Pull = GPIO_NOPULL;
- gpio_init_structure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
- /* D0(PC8), D1(PC9), D2(PC10), D3(PC11), CK(PC12), CMD(PD2) */
- /* Common GPIO configuration */
- gpio_init_structure.Alternate = GPIO_AF12_SDIO1;
- /* GPIOC configuration */
- gpio_init_structure.Pin = GPIO_PIN_8 | GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10 | GPIO_PIN_11 | GPIO_PIN_12;
- HAL_GPIO_Init(GPIOC, &gpio_init_structure);
- /* GPIOD configuration */
- gpio_init_structure.Pin = GPIO_PIN_2;
- HAL_GPIO_Init(GPIOD, &gpio_init_structure);
- __HAL_RCC_SDMMC1_FORCE_RESET();
- __HAL_RCC_SDMMC1_RELEASE_RESET();
- /* NVIC configuration for SDIO interrupts */
- HAL_NVIC_SetPriority(SDMMC1_IRQn, 5, 0);
- HAL_NVIC_EnableIRQ(SDMMC1_IRQn);
- }
复制代码
88.7.5 第5步,MPU配置
为了方便大家移植测试,我们这里直接关闭AXI SRAM的读Cache和写Cache(这样就跟使用STM32F1或者STM32F4系列里面的SRAM一样)。此配置是在bsp.c文件的MPU_Config函数里面实现:
- /*
- *********************************************************************************************************
- * 函 数 名: MPU_Config
- * 功能说明: 配置MPU
- * 形 参: 无
- * 返 回 值: 无
- *********************************************************************************************************
- */
- static void MPU_Config( void )
- {
- MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;
- /* 禁止 MPU */
- HAL_MPU_Disable();
- #if 0
- /* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate,Write allocate */
- MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
- MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000;
- MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB;
- MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
- MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
- MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
- MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
- MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0;
- MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1;
- MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
- MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
- HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
- #else
- /* 当前是采用下面的配置 */
- /* 配置AXI SRAM的MPU属性为NORMAL, NO Read allocate,NO Write allocate */
- MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
- MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000;
- MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB;
- MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
- MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_NOT_BUFFERABLE;
- MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;
- MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
- MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0;
- MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1;
- MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
- MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
- HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
- #endif
- /* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */
- MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
- MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x60000000;
- MPU_InitStruct.Size = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;
- MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
- MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
- MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;
- MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
- MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER1;
- MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0;
- MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
- MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
- HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
- /*使能 MPU */
- HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
- }
复制代码
88.7.6 第6步,FatFs的配置文件ffconf.h设置
移植阶段,这个里面的配置可以不用动,无需任何修改。需要注意的是我们这里开启了长文件名支持,对应的宏定义:
#define _USE_LFN 3
88.7.7 第7步,添加应用代码
这里将FatFs大部分操作函数都做了应用,专门整理到了文件demo_sd_fatfs.c。通过串口命令进行操作,大家可以直接将这个文件添加到自己的工程里面。
另外注意,如果自己的工程里面没有移植我们其它的驱动,可以直接调用FatFs的测试函数,比如浏览SD根目录文件,可以直接调用函数ViewRootDir。
88.8 FatFs应用代码测试
这里将FatFs大部分函数都做了测试。注意,所有用到的函数在FatFs官网都有详细说明。
88.8.1 注册SD卡驱动
注册SD卡功能是ST简单封装的一个函数,方便用户实现FatFs驱动多个磁盘。
代码如下:
- char DiskPath[4]; /* SD卡逻辑驱动路径,比盘符0,就是"0:/" */
- /* 注册SD卡驱动 */
- FATFS_LinkDriver(&SD_Driver, DiskPath);
- 88.8.2 SD卡文件浏览
- SD卡根目录的文件浏览代码实现如下:
- /*
- *********************************************************************************************************
- * 函 数 名: ViewRootDir
- * 功能说明: 显示SD卡根目录下的文件名
- * 形 参:无
- * 返 回 值: 无
- *********************************************************************************************************
- */
- extern SD_HandleTypeDef uSdHandle;
- static void ViewRootDir(void)
- {
- FRESULT result;
- uint32_t cnt = 0;
- FILINFO fno;
- /* 挂载文件系统 */
- result = f_mount(&fs, DiskPath, 0); /* Mount a logical drive */
- if (result != FR_OK)
- {
- printf("挂载文件系统失败 (%s)\r\n", FR_Table[result]);
- }
- /* 打开根文件夹 */
- result = f_opendir(&DirInf, DiskPath); /* 如果不带参数,则从当前目录开始 */
- if (result != FR_OK)
- {
- printf("打开根目录失败 (%s)\r\n", FR_Table[result]);
- return;
- }
- printf("属性 | 文件大小 | 短文件名 | 长文件名\r\n");
- for (cnt = 0; ;cnt++)
- {
- result = f_readdir(&DirInf, &FileInf); /* 读取目录项,索引会自动下移 */
- if (result != FR_OK || FileInf.fname[0] == 0)
- {
- break;
- }
- if (FileInf.fname[0] == '.')
- {
- continue;
- }
- /* 判断是文件还是子目录 */
- if (FileInf.fattrib & AM_DIR)
- {
- printf("(0x%02d)目录 ", FileInf.fattrib);
- }
- else
- {
- printf("(0x%02d)文件 ", FileInf.fattrib);
- }
- f_stat(FileInf.fname, &fno);
- /* 打印文件大小, 最大4G */
- printf(" %10d", (int)fno.fsize);
- printf(" %s\r\n", (char *)FileInf.fname); /* 长文件名 */
- }
- /* 打印卡速度信息 */
- if(uSdHandle.SdCard.CardSpeed == CARD_NORMAL_SPEED)
- {
- printf("Normal Speed Card <12.5MB/S, MAX Clock < 25MHz, Spec Version 1.01\r\n");
- }
- else if (uSdHandle.SdCard.CardSpeed == CARD_HIGH_SPEED)
- {
- printf("High Speed Card <25MB/s, MAX Clock < 50MHz, Spec Version 2.00\r\n");
- }
- else if (uSdHandle.SdCard.CardSpeed == CARD_ULTRA_HIGH_SPEED)
- {
- printf("UHS-I SD Card <50MB/S for SDR50, DDR50 Cards, MAX Clock < 50MHz OR 100MHz\r\n");
- printf("UHS-I SD Card <104MB/S for SDR104, MAX Clock < 108MHz, Spec version 3.01\r\n");
- }
- /* 卸载文件系统 */
- f_mount(NULL, DiskPath, 0);
- }
复制代码
f_mount可以上电后仅调用一次,我们这里是为了测试方式,使用前挂载,使用完毕后卸载。
代码里面加入了SD卡速度信息打印功能,方便大家了解自己的卡类型。通过查询全局结构体变量uSdHandle来实现。
文件浏览通过函数f_readdir实现。
88.8.3 SD卡创建txt文件并写入数据
代码实现如下:
- /*
- *********************************************************************************************************
- * 函 数 名: CreateNewFile
- * 功能说明: 在SD卡创建一个新文件,文件内容填写“<a href="http://www.armfly.com" target="_blank">www.armfly.com</a>”
- * 形 参:无
- * 返 回 值: 无
- *********************************************************************************************************
- */
- static void CreateNewFile(void)
- {
- FRESULT result;
- uint32_t bw;
- char path[32];
- /* 挂载文件系统 */
- result = f_mount(&fs, DiskPath, 0); /* Mount a logical drive */
- if (result != FR_OK)
- {
- printf("挂载文件系统失败 (%s)\r\n", FR_Table[result]);
- }
- /* 打开文件 */
- sprintf(path, "%sarmfly.txt", DiskPath);
- result = f_open(&file, path, FA_CREATE_ALWAYS | FA_WRITE);
- if (result == FR_OK)
- {
- printf("armfly.txt 文件打开成功\r\n");
- }
- else
- {
- printf("armfly.txt 文件打开失败 (%s)\r\n", FR_Table[result]);
- }
- /* 写一串数据 */
- result = f_write(&file, FsWriteBuf, strlen(FsWriteBuf), &bw);
- if (result == FR_OK)
- {
- printf("armfly.txt 文件写入成功\r\n");
- }
- else
- {
- printf("armfly.txt 文件写入失败 (%s)\r\n", FR_Table[result]);
- }
- /* 关闭文件*/
- f_close(&file);
- /* 卸载文件系统 */
- f_mount(NULL, DiskPath, 0);
- }
复制代码
f_mount可以上电后仅调用一次,我们这里是为了测试方式,使用前挂载,使用完毕后卸载。
函数f_open用来创建并打开文件。
函数f_write用来写入数据。
函数f_close用来关闭文件,注意调用完函数f_write后,内容还没有实际写入到SD卡中,调用了f_close后,数据才真正的写入到SD卡。当然也可以调用函数f_sync,内容也会实际的写入。
88.8.4 SD卡文件读取
代码实现如下:
- /*
- *********************************************************************************************************
- * 函 数 名: ReadFileData
- * 功能说明: 读取文件armfly.txt前128个字符,并打印到串口
- * 形 参:无
- * 返 回 值: 无
- *********************************************************************************************************
- */
- static void ReadFileData(void)
- {
- FRESULT result;
- uint32_t bw;
- char path[64];
- /* 挂载文件系统 */
- result = f_mount(&fs, DiskPath, 0); /* Mount a logical drive */
- if (result != FR_OK)
- {
- printf("挂载文件系统失败 (%s)\r\n", FR_Table[result]);
- }
- /* 打开文件 */
- sprintf(path, "%sarmfly.txt", DiskPath);
- result = f_open(&file, path, FA_OPEN_EXISTING | FA_READ);
- if (result != FR_OK)
- {
- printf("Don't Find File : armfly.txt\r\n");
- return;
- }
- /* 读取文件 */
- result = f_read(&file, FsReadBuf, sizeof(FsReadBuf), &bw);
- if (bw > 0)
- {
- FsReadBuf[bw] = 0;
- printf("\r\narmfly.txt 文件内容 : \r\n%s\r\n", FsReadBuf);
- }
- else
- {
- printf("\r\narmfly.txt 文件内容 : \r\n");
- }
- /* 关闭文件*/
- f_close(&file);
- /* 卸载文件系统 */
- f_mount(NULL, DiskPath, 0);
- }
复制代码
f_mount可以上电后仅调用一次,我们这里是为了测试方式,使用前挂载,使用完毕后卸载。
函数f_open用来打开文件。
函数f_read用来读取文件中的内容。
函数f_close用来关闭打开的文件。
88.8.5 SD卡创建文件夹
代码实现如下:
- /*
- *********************************************************************************************************
- * 函 数 名: CreateDir
- * 功能说明: 在SD卡根目录创建Dir1和Dir2目录,在Dir1目录下创建子目录Dir1_1
- * 形 参:无
- * 返 回 值: 无
- *********************************************************************************************************
- */
- static void CreateDir(void)
- {
- FRESULT result;
- char path[64];
- /* 挂载文件系统 */
- result = f_mount(&fs, DiskPath, 0); /* Mount a logical drive */
- if (result != FR_OK)
- {
- printf("挂载文件系统失败 (%s)\r\n", FR_Table[result]);
- }
- /* 创建目录/Dir1 */
- sprintf(path, "%sDir1", DiskPath);
- result = f_mkdir(path);
- if (result == FR_OK)
- {
- printf("f_mkdir Dir1 Ok\r\n");
- }
- else if (result == FR_EXIST)
- {
- printf("Dir1 目录已经存在(%d)\r\n", result);
- }
- else
- {
- printf("f_mkdir Dir1 失败 (%s)\r\n", FR_Table[result]);
- return;
- }
- /* 创建目录/Dir2 */
- sprintf(path, "%sDir2", DiskPath);
- result = f_mkdir(path);
- if (result == FR_OK)
- {
- printf("f_mkdir Dir2 Ok\r\n");
- }
- else if (result == FR_EXIST)
- {
- printf("Dir2 目录已经存在(%d)\r\n", result);
- }
- else
- {
- printf("f_mkdir Dir2 失败 (%s)\r\n", FR_Table[result]);
- return;
- }
- /* 创建子目录 /Dir1/Dir1_1 注意:创建子目录Dir1_1时,必须先创建好Dir1 */
- sprintf(path, "%sDir1/Dir1_1", DiskPath);
- result = f_mkdir(path); /* */
- if (result == FR_OK)
- {
- printf("f_mkdir Dir1_1 成功\r\n");
- }
- else if (result == FR_EXIST)
- {
- printf("Dir1_1 目录已经存在 (%d)\r\n", result);
- }
- else
- {
- printf("f_mkdir Dir1_1 失败 (%s)\r\n", FR_Table[result]);
- return;
- }
- /* 卸载文件系统 */
- f_mount(NULL, DiskPath, 0);
- }
复制代码
f_mount可以上电后仅调用一次,我们这里是为了测试方式,使用前挂载,使用完毕后卸载。
创建目录通过函数f_mkdir。
88.8.6 SD卡文件和文件夹删除
代码实现如下:
- /*
- *********************************************************************************************************
- * 函 数 名: DeleteDirFile
- * 功能说明: 删除SD卡根目录下的 armfly.txt 文件和 Dir1,Dir2 目录
- * 形 参:无
- * 返 回 值: 无
- *********************************************************************************************************
- */
- static void DeleteDirFile(void)
- {
- FRESULT result;
- uint8_t i;
- char path[64];
- /* 挂载文件系统 */
- result = f_mount(&fs, DiskPath, 0); /* Mount a logical drive */
- if (result != FR_OK)
- {
- printf("挂载文件系统失败 (%s)\r\n", FR_Table[result]);
- }
- /* 删除目录/Dir1 【因为还存在目录非空(存在子目录),所以这次删除会失败】*/
- sprintf(path, "%sDir1", DiskPath);
- result = f_unlink(path);
- if (result == FR_OK)
- {
- printf("删除目录Dir1成功\r\n");
- }
- else if (result == FR_NO_FILE)
- {
- printf("没有发现文件或目录 :%s\r\n", "/Dir1");
- }
- else
- {
- printf("删除Dir1失败(错误代码 = %d) 文件只读或目录非空\r\n", result);
- }
- /* 先删除目录/Dir1/Dir1_1 */
- sprintf(path, "%sDir1/Dir1_1", DiskPath);
- result = f_unlink(path);
- if (result == FR_OK)
- {
- printf("删除子目录/Dir1/Dir1_1成功\r\n");
- }
- else if ((result == FR_NO_FILE) || (result == FR_NO_PATH))
- {
- printf("没有发现文件或目录 :%s\r\n", "/Dir1/Dir1_1");
- }
- else
- {
- printf("删除子目录/Dir1/Dir1_1失败(错误代码 = %d) 文件只读或目录非空\r\n", result);
- }
- /* 先删除目录/Dir1 */
- sprintf(path, "%sDir1", DiskPath);
- result = f_unlink(path);
- if (result == FR_OK)
- {
- printf("删除目录Dir1成功\r\n");
- }
- else if (result == FR_NO_FILE)
- {
- printf("没有发现文件或目录 :%s\r\n", "/Dir1");
- }
- else
- {
- printf("删除Dir1失败(错误代码 = %d) 文件只读或目录非空\r\n", result);
- }
- /* 删除目录/Dir2 */
- sprintf(path, "%sDir2", DiskPath);
- result = f_unlink(path);
- if (result == FR_OK)
- {
- printf("删除目录 Dir2 成功\r\n");
- }
- else if (result == FR_NO_FILE)
- {
- printf("没有发现文件或目录 :%s\r\n", "/Dir2");
- }
- else
- {
- printf("删除Dir2 失败(错误代码 = %d) 文件只读或目录非空\r\n", result);
- }
- /* 删除文件 armfly.txt */
- sprintf(path, "%sarmfly.txt", DiskPath);
- result = f_unlink(path);
- if (result == FR_OK)
- {
- printf("删除文件 armfly.txt 成功\r\n");
- }
- else if (result == FR_NO_FILE)
- {
- printf("没有发现文件或目录 :%s\r\n", "armfly.txt");
- }
- else
- {
- printf("删除armfly.txt失败(错误代码 = %d) 文件只读或目录非空\r\n", result);
- }
- /* 删除文件 speed1.txt */
- for (i = 0; i < 20; i++)
- {
- sprintf(path, "%sSpeed%02d.txt", DiskPath, i);/* 每写1次,序号递增 */
- result = f_unlink(path);
- if (result == FR_OK)
- {
- printf("删除文件%s成功\r\n", path);
- }
- else if (result == FR_NO_FILE)
- {
- printf("没有发现文件:%s\r\n", path);
- }
- else
- {
- printf("删除%s文件失败(错误代码 = %d) 文件只读或目录非空\r\n", path, result);
- }
- }
- /* 卸载文件系统 */
- f_mount(NULL, DiskPath, 0);
- }
复制代码
f_mount可以上电后仅调用一次,我们这里是为了测试方式,使用前挂载,使用完毕后卸载。
文件夹和文件的删除都是通过函数f_unlink实现,这里注意一点,删除文件夹时,只有文件夹中的内容为空时,才可以删除文件夹。
88.8.7 SD卡读写速度测试
代码实现如下,主要是方便大家测试SD卡的读写性能。
- /*
- *********************************************************************************************************
- * 函 数 名: WriteFileTest
- * 功能说明: 测试文件读写速度
- * 形 参:无
- * 返 回 值: 无
- *********************************************************************************************************
- */
- static void WriteFileTest(void)
- {
- FRESULT result;
- char path[64];
- uint32_t bw;
- uint32_t i,k;
- uint32_t runtime1,runtime2,timelen;
- uint8_t err = 0;
- static uint8_t s_ucTestSn = 0;
- for (i = 0; i < sizeof(g_TestBuf); i++)
- {
- g_TestBuf<i> = (i / 512) + '0';
- </i>}
- /* 挂载文件系统 */
- result = f_mount(&fs, DiskPath, 0); /* Mount a logical drive */
- if (result != FR_OK)
- {
- printf("挂载文件系统失败 (%s)\r\n", FR_Table[result]);
- }
- /* 打开文件 */
- sprintf(path, "%sSpeed%02d.txt", DiskPath, s_ucTestSn++); /* 每写1次,序号递增 */
- result = f_open(&file, path, FA_CREATE_ALWAYS | FA_WRITE);
- /* 写一串数据 */
- printf("开始写文件%s %dKB ...\r\n", path, TEST_FILE_LEN / 1024);
- runtime1 = bsp_GetRunTime(); /* 读取系统运行时间 */
- for (i = 0; i < TEST_FILE_LEN / BUF_SIZE; i++)
- {
- result = f_write(&file, g_TestBuf, sizeof(g_TestBuf), &bw);
- if (result == FR_OK)
- {
- if (((i + 1) % 8) == 0)
- {
- printf(".");
- }
- }
- else
- {
- err = 1;
- printf("%s文件写失败\r\n", path);
- break;
- }
- }
- runtime2 = bsp_GetRunTime(); /* 读取系统运行时间 */
- if (err == 0)
- {
- timelen = (runtime2 - runtime1);
- printf("\r\n 写耗时 : %dms 平均写速度 : %dB/S (%dKB/S)\r\n",
- timelen,
- (TEST_FILE_LEN * 1000) / timelen,
- ((TEST_FILE_LEN / 1024) * 1000) / timelen);
- }
- f_close(&file); /* 关闭文件*/
- /* 开始读文件测试 */
- result = f_open(&file, path, FA_OPEN_EXISTING | FA_READ);
- if (result != FR_OK)
- {
- printf("没有找到文件: %s\r\n", path);
- return;
- }
- printf("开始读文件 %dKB ...\r\n", TEST_FILE_LEN / 1024);
- runtime1 = bsp_GetRunTime(); /* 读取系统运行时间 */
- for (i = 0; i < TEST_FILE_LEN / BUF_SIZE; i++)
- {
- result = f_read(&file, g_TestBuf, sizeof(g_TestBuf), &bw);
- if (result == FR_OK)
- {
- if (((i + 1) % 8) == 0)
- {
- printf(".");
- }
- /* 比较写入的数据是否正确,此语句会导致读卡速度结果降低到 3.5MBytes/S */
- for (k = 0; k < sizeof(g_TestBuf); k++)
- {
- if (g_TestBuf[k] != (k / 512) + '0')
- {
- err = 1;
- printf("Speed1.txt 文件读成功,但是数据出错\r\n");
- break;
- }
- }
- if (err == 1)
- {
- break;
- }
- }
- else
- {
- err = 1;
- printf("Speed1.txt 文件读失败\r\n");
- break;
- }
- }
- runtime2 = bsp_GetRunTime(); /* 读取系统运行时间 */
- if (err == 0)
- {
- timelen = (runtime2 - runtime1);
- printf("\r\n 读耗时 : %dms 平均读速度 : %dB/S (%dKB/S)\r\n", timelen,
- (TEST_FILE_LEN * 1000) / timelen, ((TEST_FILE_LEN / 1024) * 1000) / timelen);
- }
- /* 关闭文件*/
- f_close(&file);
- /* 卸载文件系统 */
- f_mount(NULL, DiskPath, 0);
- }
复制代码
f_mount可以上电后仅调用一次,我们这里是为了测试方式,使用前挂载,使用完毕后卸载。
为了实现更高性能的测试,大家可以加大宏定义
#define BUF_SIZE (4*1024) /* 每次读写SD卡的最大数据长度 */
设置的缓冲大小,比如设置为64KB进行测试。
88.9 FatFs移植接口文件diskio.c说明
这里将FatFs的底层接口文件diskio.c的实现为大家简单做个说明。
88.9.1 磁盘状态函数disk_status
代码如下:
- /**
- * @brief Gets Disk Status
- * @param pdrv: Physical drive number (0..)
- * @retval DSTATUS: Operation status
- */
- DSTATUS disk_status (
- BYTE pdrv /* Physical drive number to identify the drive */
- )
- {
- DSTATUS stat;
- stat = disk.drv[pdrv]->disk_status(disk.lun[pdrv]);
- return stat;
- }
- 实际对应的函数在文件sd_diskio_dma.c
- /**
- * @brief Gets Disk Status
- * @param lun : not used
- * @retval DSTATUS: Operation status
- */
- DSTATUS SD_status(BYTE lun)
- {
- return SD_CheckStatus(lun);
- }
- static DSTATUS SD_CheckStatus(BYTE lun)
- {
- Stat = STA_NOINIT;
- if(BSP_SD_GetCardState() == MSD_OK)
- {
- Stat &= ~STA_NOINIT;
- }
- return Stat;
- }
复制代码
88.9.2 磁盘初始化函数disk_initialize
代码如下:
- /**
- * @brief Initializes a Drive
- * @param pdrv: Physical drive number (0..)
- * @retval DSTATUS: Operation status
- */
- DSTATUS disk_initialize (
- BYTE pdrv /* Physical drive nmuber to identify the drive */
- )
- {
- DSTATUS stat = RES_OK;
- if(disk.is_initialized[pdrv] == 0)
- {
- disk.is_initialized[pdrv] = 1;
- stat = disk.drv[pdrv]->disk_initialize(disk.lun[pdrv]);
- }
- return stat;
- }
复制代码
实际对应的函数在文件sd_diskio_dma.c:
- /**
- * @brief Initializes a Drive
- * @param lun : not used
- * @retval DSTATUS: Operation status
- */
- DSTATUS SD_initialize(BYTE lun)
- {
- #if !defined(DISABLE_SD_INIT)
- if(BSP_SD_Init() == MSD_OK)
- {
- Stat = SD_CheckStatus(lun);
- }
- #else
- Stat = SD_CheckStatus(lun);
- #endif
- return Stat;
- }
复制代码
88.9.3 磁盘读函数disk_read
代码如下:
- /**
- * @brief Reads Sector(s)
- * @param pdrv: Physical drive number (0..)
- * @param *buff: Data buffer to store read data
- * @param sector: Sector address (LBA)
- * @param count: Number of sectors to read (1..128)
- * @retval DRESULT: Operation result
- */
- DRESULT disk_read (
- BYTE pdrv, /* Physical drive nmuber to identify the drive */
- BYTE *buff, /* Data buffer to store read data */
- DWORD sector, /* Sector address in LBA */
- UINT count /* Number of sectors to read */
- )
- {
- DRESULT res;
- res = disk.drv[pdrv]->disk_read(disk.lun[pdrv], buff, sector, count);
- return res;
- }
复制代码
实际对应的函数在文件sd_diskio_dma.c:
下面代码中最关键的处理是形参buff的4字节对齐问题(SDMMC自带的IDMA需要4字节对齐),如果buff地址是4字节对齐的,不做处理,如果不是对齐,通过复制到一个4字节对齐的缓冲里面做DMA传递。这个是理解下面代码的关键。
88.9.4 磁盘写函数disk_write
代码如下:
- /**
- * @brief Writes Sector(s)
- * @param pdrv: Physical drive number (0..)
- * @param *buff: Data to be written
- * @param sector: Sector address (LBA)
- * @param count: Number of sectors to write (1..128)
- * @retval DRESULT: Operation result
- */
- DRESULT disk_write (
- BYTE pdrv, /* Physical drive nmuber to identify the drive */
- const BYTE *buff, /* Data to be written */
- DWORD sector, /* Sector address in LBA */
- UINT count /* Number of sectors to write */
- )
- {
- DRESULT res;
- res = disk.drv[pdrv]->disk_write(disk.lun[pdrv], buff, sector, count);
- return res;
- }
复制代码
实际对应的函数在文件sd_diskio_dma.c:
下面代码中最关键的处理是形参buff的4字节对齐问题(SDMMC自带的IDMA需要4字节对齐),如果buff地址是4字节对齐的,不做处理,如果不是对齐,通过复制到一个4字节对齐的缓冲里面做DMA传递。这个是理解下面代码的关键。
88.9.5 磁盘I/O控制函数disk_ioctl
代码如下:
- /**
- * @brief I/O control operation
- * @param pdrv: Physical drive number (0..)
- * @param cmd: Control code
- * @param *buff: Buffer to send/receive control data
- * @retval DRESULT: Operation result
- */
- #if _USE_IOCTL == 1
- DRESULT disk_ioctl (
- BYTE pdrv, /* Physical drive nmuber (0..) */
- BYTE cmd, /* Control code */
- void *buff /* Buffer to send/receive control data */
- )
- {
- DRESULT res;
- res = disk.drv[pdrv]->disk_ioctl(disk.lun[pdrv], cmd, buff);
- return res;
- }
- #endif /* _USE_IOCTL == 1 */
复制代码
实际对应的函数在文件sd_diskio_dma.c
特别注意,如果大家要调用FatFs的API格式化SD卡,此函数比较重要。下面几个cmd一定实现:
- /**
- * @brief I/O control operation
- * @param lun : not used
- * @param cmd: Control code
- * @param *buff: Buffer to send/receive control data
- * @retval DRESULT: Operation result
- */
- #if _USE_IOCTL == 1
- DRESULT SD_ioctl(BYTE lun, BYTE cmd, void *buff)
- {
- DRESULT res = RES_ERROR;
- BSP_SD_CardInfo CardInfo;
- if (Stat & STA_NOINIT) return RES_NOTRDY;
- switch (cmd)
- {
- /* Make sure that no pending write process */
- case CTRL_SYNC :
- res = RES_OK;
- break;
- /* Get number of sectors on the disk (DWORD) */
- case GET_SECTOR_COUNT :
- BSP_SD_GetCardInfo(&CardInfo);
- *(DWORD*)buff = CardInfo.LogBlockNbr;
- res = RES_OK;
- break;
- /* Get R/W sector size (WORD) */
- case GET_SECTOR_SIZE :
- BSP_SD_GetCardInfo(&CardInfo);
- *(WORD*)buff = CardInfo.LogBlockSize;
- res = RES_OK;
- break;
- /* Get erase block size in unit of sector (DWORD) */
- case GET_BLOCK_SIZE :
- BSP_SD_GetCardInfo(&CardInfo);
- *(DWORD*)buff = CardInfo.LogBlockSize / SD_DEFAULT_BLOCK_SIZE;
- res = RES_OK;
- break;
- default:
- res = RES_PARERR;
- }
- return res;
- }
- #endif /* _USE_IOCTL == 1 */
复制代码
88.9.6 RTC时间获取函数get_fattime
我们这里未使用这个函数,此函数的作用是用户创建文件时,可以将创建文件时间设置为此函数的获取值
- /**
- * @brief Gets Time from RTC
- * @param None
- * @retval Time in DWORD
- */
- __weak DWORD get_fattime (void)
- {
- return 0;
- }
复制代码
88.10 SDMMC自带IDMA的4字节对齐问题(重要)
由于本章教程配套例子使用了SDMMC自带的IDMA,所以也专门做了4字节对齐处理。处理思路就是底层的读写函数里面如果地址是4字节对齐的,不做处理,如果不是对齐,通过复制到一个4字节对齐的缓冲里面做DMA传递。
其实有个更简单,性能也最高的解决办法,核心思想如下(ffconf.h文件里面设置的扇区大小基本都是512字节):
当要写入和读取的数据小于扇区大小时,会直接使用FATFS结构体里面的数组win[_MAX_SS]做DMA写操作到,正好1个扇区大小。由于数组win[_MAX_SS]的地址是4字节对齐的,所以无需做处理。
当要写入和读取的数据大于等于扇区大小时,扇区整数倍的地方将直接使用用户提供的收发缓冲区发送,而不足一个扇区的地方将使用FATFS结构体里面的数组。这种情况下用户要做的就是直接定义个4字节对齐的读写缓冲区即可。
针对本章教程配套的例子,我们直接做了32字节对齐,同时也方便了Cache处理:
ALIGN_32BYTES(char FsReadBuf[1024]);
ALIGN_32BYTES(char FsWriteBuf[1024]) = {"FatFS Write Demo \r\n\r\n"};
ALIGN_32BYTES(uint8_t g_TestBuf[BUF_SIZE]);
88.11 实验例程设计框架
通过程序设计框架,让大家先对配套例程有一个全面的认识,然后再理解细节,本次实验例程的设计框架如下:
第1阶段,上电启动阶段:
这部分在第14章进行了详细说明。
第2阶段,进入main函数:
第1步,硬件初始化,主要是MPU,Cache,HAL库,系统时钟,滴答定时器,LED和串口。
第2步,FatFs应用程序设计部分。
88.12 实验例程说明(MDK)
配套例子:
V7-025_FatFS文件系统例子(SD卡 V1.1)
实验目的:
学习SD卡的FatFS移植实现。
实验内容:
上电启动了一个软件定时器,每100ms翻转一次LED2。
V7开发板的SD卡接口是用的SDMMC1,而这个接口仅支持AXI SRAM区访问,其它SRAM和TCP均不支持。
实验操作:
测试前务必将SD卡插入到开发板左上角的卡座中。
支持以下6个功能,用户通过电脑端串口软件发送数字1-6给开发板即可
printf("1 - 显示根目录下的文件列表\r\n");
printf("2 - 创建一个新文件armfly.txt\r\n");
printf("3 - 读armfly.txt文件的内容\r\n");
printf("4 - 创建目录\r\n");
printf("5 - 删除文件和目录\r\n");
printf("6 - 读写文件速度测试\r\n");
上电后串口打印的信息:
波特率 115200,数据位 8,奇偶校验位无,停止位 1
程序设计:
系统栈大小分配:
RAM空间用的AXI SRAM:
硬件外设初始化
硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现:
- /*
- *********************************************************************************************************
- * 函 数 名: bsp_Init
- * 功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
- * 形 参:无
- * 返 回 值: 无
- *********************************************************************************************************
- */
- void bsp_Init(void)
- {
- /* 配置MPU */
- MPU_Config();
- /* 使能L1 Cache */
- CPU_CACHE_Enable();
- /*
- STM32H7xx HAL 库初始化,此时系统用的还是H7自带的64MHz,HSI时钟:
- - 调用函数HAL_InitTick,初始化滴答时钟中断1ms。
- - 设置NVIV优先级分组为4。
- */
- HAL_Init();
- /*
- 配置系统时钟到400MHz
- - 切换使用HSE。
- - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock,并重新配置HAL_InitTick。
- */
- SystemClock_Config();
- /*
- Event Recorder:
- - 可用于代码执行时间测量,MDK5.25及其以上版本才支持,IAR不支持。
- - 默认不开启,如果要使能此选项,务必看V7开发板用户手册第xx章
- */
- #if Enable_EventRecorder == 1
- /* 初始化EventRecorder并开启 */
- EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
- EventRecorderStart();
- #endif
- bsp_InitKey(); /* 按键初始化,要放在滴答定时器之前,因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
- bsp_InitTimer(); /* 初始化滴答定时器 */
- bsp_InitUart(); /* 初始化串口 */
- bsp_InitExtIO(); /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */
- bsp_InitLed(); /* 初始化LED */
- }
复制代码
MPU配置和Cache配置:
数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区和FMC的扩展IO区。
- /*
- *********************************************************************************************************
- * 函 数 名: MPU_Config
- * 功能说明: 配置MPU
- * 形 参: 无
- * 返 回 值: 无
- *********************************************************************************************************
- */
- static void MPU_Config( void )
- {
- MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;
- /* 禁止 MPU */
- HAL_MPU_Disable();
- #if 0
- /* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate,Write allocate */
- MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
- MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000;
- MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB;
- MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
- MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
- MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
- MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
- MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0;
- MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1;
- MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
- MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
- HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
- #else
- /* 当前是采用下面的配置 */
- /* 配置AXI SRAM的MPU属性为NORMAL, NO Read allocate,NO Write allocate */
- MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
- MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000;
- MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB;
- MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
- MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_NOT_BUFFERABLE;
- MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;
- MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
- MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0;
- MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1;
- MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
- MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
- HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
- #endif
- /* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */
- MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
- MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x60000000;
- MPU_InitStruct.Size = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;
- MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
- MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
- MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;
- MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
- MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER1;
- MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0;
- MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
- MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
- HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
- /*使能 MPU */
- HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
- }
- /*
- *********************************************************************************************************
- * 函 数 名: CPU_CACHE_Enable
- * 功能说明: 使能L1 Cache
- * 形 参: 无
- * 返 回 值: 无
- *********************************************************************************************************
- */
- static void CPU_CACHE_Enable(void)
- {
- /* 使能 I-Cache */
- SCB_EnableICache();
- /* 使能 D-Cache */
- SCB_EnableDCache();
- }
复制代码
主功能:
主程序实现如下操作:
上电启动了一个软件定时器,每100ms翻转一次LED2。
支持以下6个功能,用户通过电脑端串口软件发送数字给开发板即可:
1 - 显示根目录下的文件列表
2 - 创建一个新文件armfly.txt
3 - 读armfly.txt文件的内容
4 - 创建目录
5 - 删除文件和目录
6 - 读写文件速度测试
- /*
- *********************************************************************************************************
- * 函 数 名: main
- * 功能说明: c程序入口
- * 形 参: 无
- * 返 回 值: 错误代码(无需处理)
- *********************************************************************************************************
- */
- int main(void)
- {
- bsp_Init(); /* 硬件初始化 */
- PrintfLogo(); /* 打印例程名称和版本等信息 */
- DemoFatFS(); /* SD卡测试 */
- }
- /*
- *********************************************************************************************************
- * 函 数 名: DemoFatFS
- * 功能说明: FatFS文件系统演示主程序
- * 形 参: 无
- * 返 回 值: 无
- *********************************************************************************************************
- */
- void DemoFatFS(void)
- {
- uint8_t cmd;
- /* 打印命令列表,用户可以通过串口操作指令 */
- DispMenu();
- /* 注册SD卡驱动 */
- FATFS_LinkDriver(&SD_Driver, DiskPath);
- bsp_StartAutoTimer(0, 500); /* 启动1个500ms的自动重装的定时器 */
- while (1)
- {
- /* 判断定时器超时时间 */
- if (bsp_CheckTimer(0))
- {
- /* 每隔500ms 进来一次 */
- bsp_LedToggle(2);
- }
- if (comGetChar(COM1, &cmd)) /* 从串口读入一个字符(非阻塞方式) */
- {
- printf("\r\n");
- switch (cmd)
- {
- case '1':
- printf("【1 - ViewRootDir】\r\n");
- ViewRootDir(); /* 显示SD卡根目录下的文件名 */
- break;
- case '2':
- printf("【2 - CreateNewFile】\r\n");
- CreateNewFile(); /* 创建一个新文件,写入一个字符串 */
- break;
- case '3':
- printf("【3 - ReadFileData】\r\n");
- ReadFileData(); /* 读取根目录下armfly.txt的内容 */
- break;
- case '4':
- printf("【4 - CreateDir】\r\n");
- CreateDir(); /* 创建目录 */
- break;
- case '5':
- printf("【5 - DeleteDirFile】\r\n");
- DeleteDirFile(); /* 删除目录和文件 */
- break;
- case '6':
- printf("【6 - TestSpeed】\r\n");
- WriteFileTest(); /* 速度测试 */
- break;
- default:
- DispMenu();
- break;
- }
- }
- }
- }
复制代码
88.13 实验例程说明(IAR)
配套例子:
V7-025_FatFS文件系统例子(SD卡 V1.1)
实验目的:
学习SD卡的FatFS移植实现。
实验内容:
上电启动了一个软件定时器,每100ms翻转一次LED2。
V7开发板的SD卡接口是用的SDMMC1,而这个接口仅支持AXI SRAM区访问,其它SRAM和TCP均不支持。
实验操作:
测试前务必将SD卡插入到开发板左上角的卡座中。
支持以下6个功能,用户通过电脑端串口软件发送数字1-6给开发板即可
printf("1 - 显示根目录下的文件列表\r\n");
printf("2 - 创建一个新文件armfly.txt\r\n");
printf("3 - 读armfly.txt文件的内容\r\n");
printf("4 - 创建目录\r\n");
printf("5 - 删除文件和目录\r\n");
printf("6 - 读写文件速度测试\r\n");
上电后串口打印的信息:
波特率 115200,数据位 8,奇偶校验位无,停止位 1
程序设计:
系统栈大小分配:
RAM空间用的AXI SRAM:
硬件外设初始化
硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现:
- /*
- *********************************************************************************************************
- * 函 数 名: bsp_Init
- * 功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
- * 形 参:无
- * 返 回 值: 无
- *********************************************************************************************************
- */
- void bsp_Init(void)
- {
- /* 配置MPU */
- MPU_Config();
- /* 使能L1 Cache */
- CPU_CACHE_Enable();
- /*
- STM32H7xx HAL 库初始化,此时系统用的还是H7自带的64MHz,HSI时钟:
- - 调用函数HAL_InitTick,初始化滴答时钟中断1ms。
- - 设置NVIV优先级分组为4。
- */
- HAL_Init();
- /*
- 配置系统时钟到400MHz
- - 切换使用HSE。
- - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock,并重新配置HAL_InitTick。
- */
- SystemClock_Config();
- /*
- Event Recorder:
- - 可用于代码执行时间测量,MDK5.25及其以上版本才支持,IAR不支持。
- - 默认不开启,如果要使能此选项,务必看V7开发板用户手册第xx章
- */
- #if Enable_EventRecorder == 1
- /* 初始化EventRecorder并开启 */
- EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
- EventRecorderStart();
- #endif
- bsp_InitKey(); /* 按键初始化,要放在滴答定时器之前,因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
- bsp_InitTimer(); /* 初始化滴答定时器 */
- bsp_InitUart(); /* 初始化串口 */
- bsp_InitExtIO(); /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */
- bsp_InitLed(); /* 初始化LED */
- }
复制代码
MPU配置和Cache配置:
数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区和FMC的扩展IO区。
- /*
- *********************************************************************************************************
- * 函 数 名: MPU_Config
- * 功能说明: 配置MPU
- * 形 参: 无
- * 返 回 值: 无
- *********************************************************************************************************
- */
- static void MPU_Config( void )
- {
- MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;
- /* 禁止 MPU */
- HAL_MPU_Disable();
- #if 0
- /* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate,Write allocate */
- MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
- MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000;
- MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB;
- MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
- MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
- MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
- MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
- MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0;
- MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1;
- MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
- MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
- HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
- #else
- /* 当前是采用下面的配置 */
- /* 配置AXI SRAM的MPU属性为NORMAL, NO Read allocate,NO Write allocate */
- MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
- MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000;
- MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB;
- MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
- MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_NOT_BUFFERABLE;
- MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;
- MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
- MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0;
- MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1;
- MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
- MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
- HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
- #endif
- /* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */
- MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
- MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x60000000;
- MPU_InitStruct.Size = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;
- MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
- MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
- MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;
- MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
- MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER1;
- MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0;
- MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
- MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
- HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
- /*使能 MPU */
- HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
- }
- /*
- *********************************************************************************************************
- * 函 数 名: CPU_CACHE_Enable
- * 功能说明: 使能L1 Cache
- * 形 参: 无
- * 返 回 值: 无
- *********************************************************************************************************
- */
- static void CPU_CACHE_Enable(void)
- {
- /* 使能 I-Cache */
- SCB_EnableICache();
- /* 使能 D-Cache */
- SCB_EnableDCache();
- }
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主功能:
主程序实现如下操作:
上电启动了一个软件定时器,每100ms翻转一次LED2。
支持以下6个功能,用户通过电脑端串口软件发送数字给开发板即可:
1 - 显示根目录下的文件列表
2 - 创建一个新文件armfly.txt
3 - 读armfly.txt文件的内容
4 - 创建目录
5 - 删除文件和目录
6 - 读写文件速度测试
- /*
- *********************************************************************************************************
- * 函 数 名: main
- * 功能说明: c程序入口
- * 形 参: 无
- * 返 回 值: 错误代码(无需处理)
- *********************************************************************************************************
- */
- int main(void)
- {
- bsp_Init(); /* 硬件初始化 */
- PrintfLogo(); /* 打印例程名称和版本等信息 */
- DemoFatFS(); /* SD卡测试 */
- }
- /*
- *********************************************************************************************************
- * 函 数 名: DemoFatFS
- * 功能说明: FatFS文件系统演示主程序
- * 形 参: 无
- * 返 回 值: 无
- *********************************************************************************************************
- */
- void DemoFatFS(void)
- {
- uint8_t cmd;
- /* 打印命令列表,用户可以通过串口操作指令 */
- DispMenu();
- /* 注册SD卡驱动 */
- FATFS_LinkDriver(&SD_Driver, DiskPath);
- bsp_StartAutoTimer(0, 500); /* 启动1个500ms的自动重装的定时器 */
- while (1)
- {
- /* 判断定时器超时时间 */
- if (bsp_CheckTimer(0))
- {
- /* 每隔500ms 进来一次 */
- bsp_LedToggle(2);
- }
- if (comGetChar(COM1, &cmd)) /* 从串口读入一个字符(非阻塞方式) */
- {
- printf("\r\n");
- switch (cmd)
- {
- case '1':
- printf("【1 - ViewRootDir】\r\n");
- ViewRootDir(); /* 显示SD卡根目录下的文件名 */
- break;
- case '2':
- printf("【2 - CreateNewFile】\r\n");
- CreateNewFile(); /* 创建一个新文件,写入一个字符串 */
- break;
- case '3':
- printf("【3 - ReadFileData】\r\n");
- ReadFileData(); /* 读取根目录下armfly.txt的内容 */
- break;
- case '4':
- printf("【4 - CreateDir】\r\n");
- CreateDir(); /* 创建目录 */
- break;
- case '5':
- printf("【5 - DeleteDirFile】\r\n");
- DeleteDirFile(); /* 删除目录和文件 */
- break;
- case '6':
- printf("【6 - TestSpeed】\r\n");
- WriteFileTest(); /* 速度测试 */
- break;
- default:
- DispMenu();
- break;
- }
- }
- }
- }
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88.14 总结
本章节就为大家讲解这么多,需要大家实现操作一遍来熟练掌握FatFs的移植,然后FatFs相关的知识点可以到FatFs官网查看,资料非常详细。
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