STM32CUBEMX_SDIO和FATFS_读写SD卡

news2024/10/5 20:27:23

STM32CUBEMX_SDIO和FATFS_读写SD卡

简述
FATFS是一个完全免费开源，专为小型嵌入式系统设计的FAT（File Allocation Table）文件系统模块。FATFS的编写遵循ANSI C，并且完全与磁盘I/O层分开。支持FAT12/FAT16/FAT32，支持多个存储媒介，有独立的缓冲区，可对多个文件进行读写。兼容Windows文件系统。

1、使用STM32cubemx配置工程
2、移植工程测试SD卡的读写

1、配置外部时钟
在这里插入图片描述
2、配置st-link调试接口
在这里插入图片描述
3、配置SDIO的模式
在这里插入图片描述
4、配置FATFS文件系统
在这里插入图片描述
5、栈调大一点
在这里插入图片描述
6、移植工程

/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "fatfs.h"
#include "sdio.h"
#include "usb_device.h"
#include "gpio.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "usbd_cdc_if.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 */

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN PV */

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */

/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* 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_SDIO_SD_Init();
  MX_FATFS_Init();
  MX_USB_DEVICE_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
	uint32_t byteswritten;                /* File write counts */
	uint32_t bytesread;                   /* File read counts */
	uint8_t wtext[] = "This is STM32 working with FatFs"; /* File write buffer */
	uint8_t rtext[100];                   /* File read buffers */
	char filename[] = "STM32cube.txt";
	char SensorBuff[100];
	usb_printf("********* STM32CubeMX FatFs Example *********\r\n\r\n");
	/**********新建STM32cube.txt并写入字符串**********/	
	if(f_mount(&SDFatFS,SDPath,1) == FR_OK){
    	usb_printf("f_mount sucess!!! \r\n");
		if(f_open(&SDFile,filename,FA_CREATE_ALWAYS|FA_WRITE) == FR_OK){
      		usb_printf("f_open file sucess!!! \r\n");
			if(f_write(&SDFile,wtext,sizeof(wtext),&byteswritten) == FR_OK){
        		usb_printf("f_write file sucess!!! \r\n");
        		usb_printf("f_write Data : %s\r\n",wtext);
				if(f_close(&SDFile) == FR_OK)
					usb_printf("f_close sucess!!! \r\n");
				else
					usb_printf("f_close error : %d\r\n",retSD);
      		}
			else
				usb_printf("f_write file error\r\n");    
    	}
		else
			usb_printf("f_open file error\r\n");  
  	}else
		usb_printf("f_mount error : %d \r\n",retSD);
	/**********新建STM32cube.txt并写入字符串**********/	
		
	/**********读取STM32cube.txt内容*********/	
	retSD = f_open(&SDFile, filename, FA_READ);
	if(retSD)
			usb_printf("f_open file error : %d\r\n",retSD);
	else
			usb_printf("f_open file sucess!!! \r\n");

	retSD = f_read(&SDFile, rtext, sizeof(rtext), (UINT*)&bytesread);
	if(retSD)
			usb_printf("f_read error!!! %d\r\n",retSD);
	else{
			usb_printf("f_read sucess!!! \r\n");
			usb_printf("f_read Data : %s\r\n",rtext);
	}

	retSD = f_close(&SDFile);
	if(retSD)
			usb_printf("f_close error!!! %d\r\n",retSD);
	else
			usb_printf("f_close sucess!!! \r\n");

	if(bytesread == byteswritten)
			usb_printf("FatFs is working well!!!\r\n");
	/**********读取STM32cube.txt内容*********/	

	/*********模拟传感器数据存储在Sensor.csv表格文件中**********/	
	if(f_open(&SDFile,(const char*)"Sensor.csv",FA_CREATE_ALWAYS|FA_WRITE) == FR_OK){
		usb_printf("Sensor.csv was opened/created!!!\r\n");
		sprintf(SensorBuff, "Item,Temp,Humi,Light\r\n");
		f_write(&SDFile,SensorBuff,strlen(SensorBuff),&byteswritten);
	
		for(int i = 0; i < 10; i++){
			sprintf(SensorBuff, "%d,%d,%d,%d\r\n",i + 1, i + 20, i + 30, i + 40);
			f_write(&SDFile,SensorBuff,strlen(SensorBuff),&byteswritten);
			f_sync(&SDFile);
		}
		f_close(&SDFile);
	}
	/*********模拟传感器数据存储在Sensor.csv表格文件中**********/	

  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
		usb_printf("%s","hello");
		HAL_Delay(500);
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  /** Configure the main internal regulator output voltage
  */
  __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
  __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);
  /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 4;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 168;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 7;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV4;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_5) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

/* USER CODE BEGIN 4 */

/* USER CODE END 4 */

/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  __disable_irq();
  while (1)
  {
  }
  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}

#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

/************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/

7、执行效果
在这里插入图片描述
8、把SD卡插入电脑可以看到其中的文件
在这里插入图片描述
9、介绍几个常用操作函数

f_mount：在FATFS模块上注册/注销一个工作区（文件系统对象）

FRESULT f_mount(FATFS* fs, const TCHAR* path, BYTE opt);
参数--> fs：fs工作区（文件系统对象）指针，如果赋值为 NULL 可以取消物理设备挂载
		path：注册/注销工作区的逻辑设备编号，使用设备根路径表示
		opt：注册或注销选项（可选0或1），0表示不立即挂载，1表示立即挂载

f_mkfs：格式化物理设备

FRESULT f_mkfs(const TCHAR* path, BYTE sfd, UINT au);
参数--> path：逻辑设备编号，使用设备根路径表示
		sfd：0或1,0表示为硬盘设备；1表示为软盘设备
		au：指定扇区大小，若为0表示通过disk_ioctl函数获取

f_open：创建/打开一个文件对象

FRESULT f_open(FIL* fp, const TCHAR* path, BYTE mode);
参数--> fp：将创建或打开的文件对象指针
		path：文件名指针，指定将创建或打开的文件名（包含文件类型后缀名）
		mode：访问类型和打开方法
mode可选值：
FA_READ		指定读访问对象。可以从文件中读取数据。 与FA_WRITE结合可以进行读写访问。   
FA_WRITE	指定写访问对象。可以向文件中写入数据。与FA_READ结合可以进行读写访问。   
FA_OPEN_EXISTING	打开文件。如果文件不存在，则打开失败。(默认)  
FA_OPEN_ALWAYS		如果文件存在，则打开；否则，创建一个新文件。  
FA_CREATE_NEW   	创建一个新文件。如果文件已存在，则创建失败。   
FA_CREATE_ALWAYS  	创建一个新文件。如果文件已存在，则它将被截断并覆盖。

f_close：关闭一个打开的文件

FRESULT f_close (FIL *fp）
参数--> fp：将被关闭的已打开的文件对象结构的指针

f_write：写入数据到一个已打开的文件

FRESULT f_write (FIL* fp, const void *buff, UINT btw, UINT* bw)
参数--> fp：指向将被写入的已打开的文件对象结构的指针
		buff：指向存储写入数据的缓冲区的指针
		btw：要写入的字节数
		bw：指向返回已写入字节数的UINT变量的指针，返回为实际写入的字节数

f_read：从一个打开的文件中读取数据

FRESULT f_read (FIL* fp, const void *buff, UINT btr, UINT* br)
参数--> fp：指向将被读取的已打开的文件对象结构的指针
		buff：指向存储读取数据的缓冲区的指针
		btr：要读取的字节数
		br：指向返回已读取字节数的UINT变量的指针，返回为实际读取的字节数

10、电路图
在这里插入图片描述

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