STM32CbueMX之Fatfs移植到SPI_Flash

2024-02-10 14:48
文章标签 移植 flash spi fatfs stm32cbuemx

本文主要是介绍STM32CbueMX之Fatfs移植到SPI_Flash，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

我使用的是SPI_Flash芯片是W25Q256，兼容MX25L256。驱动程序在STM32CbueMX之W25Q256_sudaroot的博客-CSDN博客_w25q256驱动

STM32CubeMX配置图：

解释一下选项：

1、支持中文简体编码格式就没什么好说的。

2、缓存工作区为什么放在栈？其实fatfs提供了三个选项：BSS，STACK , HEAP，根据个人情况选一个。

      在BSS上启用带有静态工作缓冲区的LFN，不能动态分配。

      如果选择了HEAP(堆)且自己有属于自己的malloc就去重写ff_memalloc  ff_memfree函数。如果是库的malloc就不需要。

      一般都选择使用STACK（栈），能动态分配。

     当使用堆栈作为工作缓冲区时，请注意堆栈溢出。

3、为什么最大扇区大小是4096Byte?一般别人都是512Byte？   其实这个是根据你自己使用的存储芯片和驱动相关的。因为我使用的W25Q256这款芯片是最小擦除单位是4096。不使用512byte是因为效率大大降低但是优点是空间利用率会大大提高。比如你文件系统最大分区是512，但是芯片最小擦除单位是4096，那么你在驱动就要实现先用缓存区把整个扇区4096byte全部读出来，然后判读其中写入512byte中有没有擦除过（即全0xFF），没有的话先擦除，在把数据写入缓存区最后写入芯片。所以步骤繁琐效率低，但是优点就是存储空间的利用率会大大提高，避免太多浪费。  我很懒，所以选择使用4096。  

4、VOLUMES（逻辑驱动器）：如果你是有多块储存芯片，每块存储芯片都是一个逻辑驱动器可以根据自己选择，我这个只有一块外挂的SPI flash存储芯片，故文章多块逻辑驱动器不做讨论（其实都过程差不多）。

我缓存区使用的STACK，所以我给了0x400（1024byte）。随便给的，不溢出就行了。

其实这个可以算一下，一般我们stack给0x200(512byte)，带了文件系统的话，因为是启用了_USE_LFN对长文件名的支持，所以需要会大一下，我们最大支持_MAX_LFN个字节的文件名，我选的是支持_MAX_LFN = 255；

工作缓冲区在非exFAT时占用（_MAX_LFN + 1）* 2个字节；

工作缓冲区在启用exFAT时占用（_MAX_LFN + 1）* 2个字节和额外的608个字节。

计算过程如下：

一般我们格式化都是FAT12/16/32 所需stack = 0x200 +  (_MAX_LFN + 1) * 2  = 0x200 + (255  + 1) * 2 = 1024byte = 0x400

启用exFAT时最大所需stack = 0x200 +  (_MAX_LFN + 1) * 2 + 608 = 0x200 + (255  + 1) * 2 + 608 = 1632byte

生成工程。打开user_diskio.c

DSTATUS USER_initialize (BYTE pdrv)是初始化驱动盘。

因为我只有0号盘，spi_flash初始化就是初始化spi协议，所以简单读取一下ID号，正确就行了。

/*** @brief  Initializes a Drive* @param  pdrv: Physical drive number (0..)* @retval DSTATUS: Operation status*/
DSTATUS USER_initialize (BYTE pdrv           /* Physical drive nmuber to identify the drive */
)
{/* USER CODE BEGIN INIT */uint8_t id[2] = {0};if(pdrv != 0)   return STA_NOINIT;BSP_W25Q256_Init();BSP_W25Qx_Read_ID(id);if(id[0] == 0xEF && id[1] == 0x18) Stat = !STA_NOINIT;else   Stat = STA_NOINIT;return Stat;/* USER CODE END INIT */
}

USER_status(BYTE pdrv)获取硬盘状态函数(简单些)

/*** @brief  Gets Disk Status* @param  pdrv: Physical drive number (0..)* @retval DSTATUS: Operation status*/
DSTATUS USER_status (BYTE pdrv       /* Physical drive number to identify the drive */
)
{/* USER CODE BEGIN STATUS */if(pdrv != 0)   return STA_NOINIT;return Stat;/* USER CODE END STATUS */
}

读写函数

/*** @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 USER_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 */
)
{/* USER CODE BEGIN READ */if(pdrv != 0 || count == 0)   return RES_PARERR;if(BSP_W25Qx_Read(buff, sector * 4096, count * 4096) == W25Qx_OK)return RES_OK;else return RES_ERROR;/* USER CODE END READ */
}/*** @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*/
#if _USE_WRITE == 1
DRESULT USER_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 */
)
{/* USER CODE BEGIN WRITE *//* USER CODE HERE */uint8_t i = 0;if(pdrv != 0 || count == 0)   return RES_PARERR;for(i = 0; i < count; i++){if(BSP_W25Qx_Erase_Sector((sector + i) * 4096) != W25Qx_OK)return RES_ERROR;if(BSP_W25Qx_Write((uint8_t*)buff + (i * 4096), (sector + i) * 4096, 4096) != W25Qx_OK)return RES_ERROR;}return RES_OK;/* USER CODE END WRITE */
}

这个USER_ioctl函数很重要。

/*** @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 USER_ioctl (BYTE pdrv,      /* Physical drive nmuber (0..) */BYTE cmd,       /* Control code */void *buff      /* Buffer to send/receive control data */
)
{/* USER CODE BEGIN IOCTL */DRESULT res = RES_ERROR;if(pdrv != 0)   return RES_PARERR;switch(cmd){case CTRL_SYNC:res = RES_OK;break;case GET_SECTOR_COUNT:*(DWORD*)buff = 8192;res = RES_OK;break;case GET_SECTOR_SIZE:*(WORD*)buff = 4096;res = RES_OK;break;case GET_BLOCK_SIZE:*(DWORD*)buff = 1;res = RES_OK;break;default:res = RES_PARERR;break;}return res;/* USER CODE END IOCTL */
}
#endif /* _USE_IOCTL == 1 */

main.c

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "fatfs.h"/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <W25Qx.h>
/* USER CODE END Includes *//* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD *//* USER CODE END PTD *//* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD *//* USER CODE END PD *//* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */
FATFS spi_fs;
FIL fil;
unsigned int count = 0;
unsigned char work[4096] = {0};
unsigned char read_buf[50] = {0};
unsigned char write_buf[50] = "hello sudaroot\r\n";
/* USER CODE END PM *//* Private variables ---------------------------------------------------------*/
SPI_HandleTypeDef hspi5;UART_HandleTypeDef huart1;/* USER CODE BEGIN PV *//* USER CODE END PV *//* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_SPI5_Init(void);
static void MX_USART1_UART_Init(void);
/* USER CODE BEGIN PFP *//* USER CODE END PFP *//* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
int fputc(int ch, FILE* FILE)
{HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)&ch, 1, HAL_MAX_DELAY);return ch;
}
/* USER CODE END 0 *//*** @brief  The application entry point.* @retval int*/
int main(void)
{/* USER CODE BEGIN 1 */uint32_t res = 0;/* USER CODE END 1 *//* MCU Configuration--------------------------------------------------------*//* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */HAL_Init();/* USER CODE BEGIN Init *//* USER CODE END Init *//* Configure the system clock */SystemClock_Config();/* USER CODE BEGIN SysInit *//* USER CODE END SysInit *//* Initialize all configured peripherals */MX_GPIO_Init();MX_SPI5_Init();MX_USART1_UART_Init();MX_FATFS_Init();/* USER CODE BEGIN 2 */HAL_Delay(1000);printf("sduaroot fatfs test\r\n");printf("****** 擦除SPI_FLASH 扇区0 ******\r\n");BSP_W25Qx_Erase_Sector(0);HAL_Delay(1000);/*----------------------- 挂载测试 ---------------------------*/printf("****** 这是一个SPI FLASH 文件系统实验 ******\r\n");res = f_mount(&spi_fs, "0:", 1);if(res != FR_OK){if(res == FR_NO_FILESYSTEM){printf("f_mount 没有文件系统,开始格式化spi-flash\r\n");res = f_mkfs("0:", FM_ANY, 0, &work, 4096);if(res != FR_OK){printf("f_mkfs 格式化失败，err = %d\r\n", res);while(1);}else{printf("格式化成功，开始重新挂载spi-flash\r\n");res = f_mount(&spi_fs, "0:", 1);if(res != FR_OK){printf("f_mount 发生错误，err = %d\r\n", res);}else printf("spi-flash文件系统挂载成功\r\n");}}else{printf("f_mount 发生其他错误，err = %d\r\n", res);while(1);}}else printf("spi-flash文件系统挂载成功\r\n");/*----------------------- 文件系统测试：写测试 -----------------------------*/printf("\r\n****** 即将进行文件写入测试... ******\r\n");res = f_open(&fil, "0:sudaroot.txt", FA_OPEN_ALWAYS | FA_WRITE);if(res == FR_OK){printf("打开/创建sudaroot.txt文件成功，向文件写入数据。\r\n");res = f_write(&fil, write_buf, strlen((const char *)write_buf), &count);if(res != FR_OK){printf("f_write 发生错误，err = %d\r\n", res);printf("关闭打开的sudaroot.txt文件\r\n");count = 0;f_close(&fil);}else{printf("文件写入成功，写入字节数据：%d\n", count);printf("向文件写入的数据为：\r\n%s\r\n", write_buf);printf("关闭打开的sudaroot.txt文件\r\n");count = 0;f_close(&fil);}}else printf("打开/创建sudaroot.txt文件失败，err = %d\r\n", res);/*------------------- 文件系统测试：读测试 ------------------------------------*/printf("****** 即将进行文件读取测试... ******\r\n");res = f_open(&fil, "0:sudaroot.txt", FA_OPEN_EXISTING | FA_READ);if(res == FR_OK){printf("打开sudaroot.txt文件成功\r\n");res = f_read(&fil, read_buf, sizeof(read_buf), &count);if(res != FR_OK){printf("f_read 发生错误，err = %d\r\n", res);printf("关闭打开的sudaroot.txt文件\r\n");f_close(&fil);}else{printf("文件读取成功，读取字节数据：%d\n", count);printf("向文件读取的数据为：\r\n%s\r\n", read_buf);printf("关闭打开的sudaroot.txt文件\r\n");f_close(&fil);}}else printf("打开sudaroot.txt文件失败，err = %d\r\n", res);/*------------------- 不再使用文件系统，取消挂载文件系统 ------------------------------------*/printf("不再使用文件系统，取消挂载文件系统\r\n");res = f_mount(NULL, "0:", 1);if(res == FR_OK) printf("取消挂载文件系统成功\r\n");else    printf("取消挂载文件系统失败，err = %d\r\n", res);printf("文件系统测试结束\r\n");/* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */HAL_Delay(500);HAL_GPIO_TogglePin(RUN_LED_GPIO_Port, RUN_LED_Pin);}/* USER CODE END 3 */
}

效果：

  全篇完。

本人是一个嵌入式未入门小白，博客仅仅代表我个人主观见解，记录成长笔记。
笔记是以最简单的方式，只展示最核心的原理。
若有与 大神大大 见解有歧义，我绝对坚信 大神大大 见解是对的，我的是错的。
若无积分等无法下载源码，可加入QQ群657407920下载交流经验。感谢~！

 

 

这篇关于STM32CbueMX之Fatfs移植到SPI_Flash的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/697388。

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