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串行FLASH文件系统FatFs-实际应用
功能展示
程序代码
程序过程分析
串行FLASH文件系统FatFs-实际应用
功能展示
实验主要使用我们移植好的FatFs的FLASH文件系统实现三个功能:设备信息获取、文件定位写入功能测试和文件信息获取测试功能。
最终串口输出结果如下:
对于上一次移植的文件系统不需要做任何改动,只需要在main文件中实现功能应用即可:
程序代码
main文件内容如下:
#include "stm32f10x.h"
#include "./usart/bsp_usart.h"
#include "ff.h"
#include "string.h"
/**
******************************************************************************
* 定义变量
******************************************************************************
*/
FATFS fs; /* FatFs文件系统对象 */
FIL fnew; /* 文件对象 */
FRESULT res_flash; /* 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];
/**
******************************************************************************
* 任务函数
******************************************************************************
*/
/* 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 ***************\r\n");
/* 获取设备信息和空簇大小 */
res_flash = f_getfree("1:", &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 ********\r\n");
res_flash = f_open(&fnew, "1:FatFs读写测试文件.txt",
FA_OPEN_ALWAYS|FA_WRITE|FA_READ );
if ( res_flash == FR_OK )
{
/* 文件定位 */
res_flash = f_lseek(&fnew,f_size(&fnew));
if (res_flash == FR_OK)
{
/* 格式化写入,参数格式类似printf函数 */
f_printf(&fnew,"\n在原来文件新添加一行内容\n");
f_printf(&fnew,"》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 */
res_flash = f_lseek(&fnew,0);
/* 读取文件所有内容到缓存区 */
res_flash = f_read(&fnew,readbuffer,f_size(&fnew),&fnum);
if(res_flash == FR_OK)
{
printf("》文件内容:\n%s\n",readbuffer);
}
}
f_close(&fnew);
printf("\n********** 目录创建和重命名功能测试 **********\r\n");
/* 尝试打开目录 */
res_flash=f_opendir(&dir,"1:TestDir");
if(res_flash!=FR_OK)
{
/* 打开目录失败,就创建目录 */
res_flash=f_mkdir("1:TestDir");
}
else
{
/* 如果目录已经存在,关闭它 */
res_flash=f_closedir(&dir);
/* 删除文件 */
f_unlink("1:TestDir/testdir.txt");
}
if(res_flash==FR_OK)
{
/* 重命名并移动文件 */
res_flash=f_rename("1:FatFs读写测试文件.txt","1:TestDir/testdir.txt");
}
}
else
{
printf("!! 打开文件失败:%d\n",res_flash);
printf("!! 或许需要再次运行“FatFs移植与读写测试”工程\n");
}
return res_flash;
}
FILINFO fno;
/**
* 文件信息获取
*/
static FRESULT file_check(void)
{
/* 获取文件信息 */
res_flash=f_stat("1:TestDir/testdir.txt",&fno);
if(res_flash==FR_OK)
{
printf("“testdir.txt”文件信息:\n");
printf("》文件大小: %ld(字节)\n", fno.fsize);
printf("》时间戳: %u/%02u/%02u, %02u:%02u\n",
(fno.fdate >> 9) + 1980, fno.fdate >> 5 & 15, fno.fdate & 31,fno.ftime >> 11, fno.ftime >> 5 & 63);
printf("》属性: %c%c%c%c%c\n\n",
(fno.fattrib & AM_DIR) ? 'D' : '-', // 是一个目录
(fno.fattrib & AM_RDO) ? 'R' : '-', // 只读文件
(fno.fattrib & AM_HID) ? 'H' : '-', // 隐藏文件
(fno.fattrib & AM_SYS) ? 'S' : '-', // 系统文件
(fno.fattrib & AM_ARC) ? 'A' : '-'); // 档案文件
}
return res_flash;
}
/**
* @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/%s\r\n", 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;
}
/**
* @brief 主函数
* @param 无
* @retval 无
*/
int main(void)
{
/* 初始化调试串口,一般为串口1 */
USART_Config();
printf("******** 这是一个SPI FLASH 文件系统实验 *******\r\n");
printf("\r\n 使用指南者底板时 左上角排针位置 不要将PC0盖有跳帽 防止影响PC0做SPIFLASH片选脚 \r\n");
//在外部SPI Flash挂载文件系统,文件系统挂载时会对SPI设备初始化
res_flash = f_mount(&fs,"1:",1);
if(res_flash!=FR_OK)
{
printf("!!外部Flash挂载文件系统失败。(%d)\r\n",res_flash);
printf("!!可能原因:SPI Flash初始化不成功。\r\n");
while(1);
}
else
{
printf("》文件系统挂载成功,可以进行测试\r\n");
}
/* FatFs多项功能测试 */
res_flash = miscellaneous();
printf("\n*************** 文件信息获取测试 **************\r\n");
res_flash = file_check();
printf("***************** 文件扫描测试 ****************\r\n");
strcpy(fpath,"1:");
scan_files(fpath);
/* 不再使用文件系统,取消挂载文件系统 */
f_mount(NULL,"1:",1);
/* 操作完成,停机 */
while(1)
{
}
}
程序过程分析
主要来看miscellaneous()、file_check()和 scan_files(fpath)三个我们自己定义的应用层函数
1、首先定义文件系统需要用到的变量
2、然后进行串口初始化和FLASH的挂载
对应串口输出
3、我们先看miscellaneous()函数:FatFs多项功能测试函数
/* 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 ***************\r\n");
/* 获取设备信息和空簇大小 */
res_flash = f_getfree("1:", &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 ********\r\n");
res_flash = f_open(&fnew, "1:FatFs读写测试文件.txt",
FA_OPEN_ALWAYS|FA_WRITE|FA_READ );
if ( res_flash == FR_OK )
{
/* 文件定位 */
res_flash = f_lseek(&fnew,f_size(&fnew));
if (res_flash == FR_OK)
{
/* 格式化写入,参数格式类似printf函数 */
f_printf(&fnew,"\n在原来文件新添加一行内容\n");
f_printf(&fnew,"》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 */
res_flash = f_lseek(&fnew,0);
/* 读取文件所有内容到缓存区 */
res_flash = f_read(&fnew,readbuffer,f_size(&fnew),&fnum);
if(res_flash == FR_OK)
{
printf("》文件内容:\n%s\n",readbuffer);
}
}
f_close(&fnew);
printf("\n********** 目录创建和重命名功能测试 **********\r\n");
/* 尝试打开目录 */
res_flash=f_opendir(&dir,"1:TestDir");
if(res_flash!=FR_OK)
{
/* 打开目录失败,就创建目录 */
res_flash=f_mkdir("1:TestDir");
}
else
{
/* 如果目录已经存在,关闭它 */
res_flash=f_closedir(&dir);
/* 删除文件 */
f_unlink("1:TestDir/testdir.txt");
}
if(res_flash==FR_OK)
{
/* 重命名并移动文件 */
res_flash=f_rename("1:FatFs读写测试文件.txt","1:TestDir/testdir.txt");
}
}
else
{
printf("!! 打开文件失败:%d\n",res_flash);
printf("!! 或许需要再次运行“FatFs移植与读写测试”工程\n");
}
return res_flash;
}
(1)先看f_getfree函数,第一个参数为设备路径,第二个参数为当前空余簇的大小,第三个参数为文件系统句柄,注意为二级指针。第二、第三个参数作为输出
tot_sect = (pfs->n_fatent - 2) * pfs->csize;表示总的扇区个数=簇的个数*每个簇有几个扇区
fre_sect = fre_clust * pfs->csize;表示空余的扇区个数=空余簇的数目*每个簇的扇区个数
然后通过
printf("》设备总空间:%10lu KB。\n》可用空间: %10lu KB。\n", tot_sect *4, fre_sect *4);
算出设备空间的信息
具体操作可查看
(2)然后进行文件定位和格式化写入功能测试
首先通过f_open打开文件,然后f_lseek定位到文件末尾,接着使用f_printf进行格式化的写入。然后使用f_lseek定位到开头,接着使用f_read进行读取文件内容。最后要使用f_close关闭文件
可参考
(3)接着进行目录创建和重命名功能测试
首先使用“res_flash=f_opendir(&dir,"1:TestDir");”打开文件夹,如果文件夹不存在,就通过“res_flash=f_mkdir("1:TestDir");”新建文件夹。如果目录已经存在,就关闭它“res_flash=f_closedir(&dir);”,然后“f_unlink("1:TestDir/testdir.txt");”删除文件
接着使用“res_flash=f_rename("1:FatFs读写测试文件.txt","1:TestDir/testdir.txt");”将“FatFs读写测试文件.txt”文件移动到“1:TestDir/”下并重命名为“testdir.txt”
4、然后看文件信息获取函数(对于时间戳,设置为当前时间可以配置RTC来实现)
FILINFO fno;
/**
*
*/
static FRESULT file_check(void)
{
/* 获取文件信息 */
res_flash=f_stat("1:TestDir/testdir.txt",&fno);
if(res_flash==FR_OK)
{
printf("“testdir.txt”文件信息:\n");
printf("》文件大小: %ld(字节)\n", fno.fsize);
printf("》时间戳: %u/%02u/%02u, %02u:%02u\n",
(fno.fdate >> 9) + 1980, fno.fdate >> 5 & 15, fno.fdate & 31,fno.ftime >> 11, fno.ftime >> 5 & 63);
printf("》属性: %c%c%c%c%c\n\n",
(fno.fattrib & AM_DIR) ? 'D' : '-', // 是一个目录
(fno.fattrib & AM_RDO) ? 'R' : '-', // 只读文件
(fno.fattrib & AM_HID) ? 'H' : '-', // 隐藏文件
(fno.fattrib & AM_SYS) ? 'S' : '-', // 系统文件
(fno.fattrib & AM_ARC) ? 'A' : '-'); // 档案文件
}
return res_flash;
}
通过f_stat函数获取文件信息
可参考
5、最后看递归扫描函数scan_files
scan_files通过不断调用自身,进行文件的扫描(注意使用递归函数时,一定要把栈空间分配大一点)
首先通过“res = f_opendir(&dir, path);”打开目录
然后通过for循环不断使用“res = f_readdir(&dir, &fno); ”进行读取,如果读取到文件名为空,表示读取到目录末尾,就跳出循环;如果读取到目录,就继续调用scan_files进行递归扫描
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/%s\r\n", 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;
}
其中path字符串数组容量尽量设置够大。