代码收藏家 STM32 中 FATFS 文件系统代码分析
目录
一、引言
二、FATFS 简介
三、STM32 中 FATFS 的使用步骤
1.下载 FATFS 源码
2.配置工程
3.初始化存储设备
4.挂载文件系统
5.文件操作
四、FATFS 代码分析
1.ff.c和ff.h文件
2.diskio.c和diskio.h文件
3.文件操作函数分析
4.目录操作函数分析
5.存储设备操作函数分析
五、代码示例
六、总结
一、引言
在嵌入式系统开发中，文件系统的使用变得越来越普遍。FATFS 是一个适用于小型嵌入式系统的文件系统，它可以在 STM32 等微控制器上实现文件的读写、创建、删除等操作。本文将对 STM32 中使用 FATFS 文件系统的代码进行详细分析，帮助读者更好地理解 FATFS 的工作原理和使用方法。
二、FATFS 简介
FATFS 是一个开源的 FAT 文件系统模块，用 C 语言编写，可以移植到多种嵌入式系统中。它支持 FAT12、FAT16 和 FAT32 文件系统格式，具有以下特点：
三、STM32 中 FATFS 的使用步骤
1.下载 FATFS 源码
从FATFS官方网站下载 FATFS 源码。
解压源码包，将其中的src文件夹下的文件添加到 STM32 工程中。
2.配置工程
在工程中添加 FATFS 所需的头文件路径。
根据实际情况配置 FATFS 的参数，如文件系统类型、存储设备类型等。
3.初始化存储设备
根据使用的存储设备，编写相应的底层驱动函数，实现存储设备的初始化、读写等操作。
在主程序中调用disk_initialize函数初始化存储设备。
4.挂载文件系统
在主程序中调用f_mount函数挂载文件系统。
f_mount函数需要传入一个FATFS结构体指针和一个逻辑驱动器号，用于指定要挂载的文件系统和存储设备。
5.文件操作
使用 FATFS 提供的文件操作函数，如f_open、f_read、f_write、f_close等，对文件进行读写操作。
例如，使用f_open函数打开一个文件，使用f_write函数向文件中写入数据，使用f_close函数关闭文件。
四、FATFS 代码分析
1.ff.c和ff.h文件
ff.c文件是 FATFS 的核心文件，实现了文件系统的各种功能。
ff.h文件是 FATFS 的头文件，包含了各种函数声明和数据结构定义。
在ff.h文件中，定义了FATFS结构体，用于表示一个文件系统对象。该结构体包含了文件系统的各种状态信息，如卷标、文件系统类型、存储设备状态等。
ff.c文件中的函数主要分为以下几类：
文件系统初始化函数：如f_mount、f_mkfs等。
文件操作函数：如f_open、f_read、f_write、f_close等。
目录操作函数：如f_opendir、f_readdir、f_closedir等。
存储设备操作函数：如disk_initialize、disk_read、disk_write等。
2.diskio.c和diskio.h文件
diskio.c文件是存储设备的底层驱动文件，实现了存储设备的读写等操作。
diskio.h文件是存储设备的底层驱动头文件，包含了各种函数声明和数据结构定义。
在diskio.h文件中，定义了DSTATUS、DRESULT等枚举类型，用于表示存储设备的状态和操作结果。
diskio.c文件中的函数主要分为以下几类：
存储设备初始化函数：如disk_initialize等。
存储设备状态检测函数：如disk_status等。
存储设备读写函数：如disk_read、disk_write等。
存储设备控制函数：如disk_ioctl等。
3.文件操作函数分析
f_open函数：用于打开一个文件。该函数需要传入文件名、打开模式等参数，返回一个FIL结构体指针，表示打开的文件对象。
f_read函数：用于从打开的文件中读取数据。该函数需要传入文件对象指针、缓冲区指针、要读取的字节数等参数，返回实际读取的字节数。
f_write函数：用于向打开的文件中写入数据。该函数需要传入文件对象指针、缓冲区指针、要写入的字节数等参数，返回实际写入的字节数。
f_close函数：用于关闭打开的文件。该函数需要传入文件对象指针，释放文件对象占用的资源。
4.目录操作函数分析
f_opendir函数：用于打开一个目录。该函数需要传入目录名，返回一个DIR结构体指针，表示打开的目录对象。
f_readdir函数：用于读取打开的目录中的下一个文件或目录信息。该函数需要传入目录对象指针，返回一个FILINFO结构体指针，表示读取到的文件或目录信息。
f_closedir函数：用于关闭打开的目录。该函数需要传入目录对象指针，释放目录对象占用的资源。
5.存储设备操作函数分析
disk_initialize函数：用于初始化存储设备。该函数需要传入存储设备号，返回存储设备的状态。
disk_status函数：用于检测存储设备的状态。该函数需要传入存储设备号，返回存储设备的状态。
disk_read函数：用于从存储设备中读取数据。该函数需要传入存储设备号、缓冲区指针、起始扇区号、要读取的扇区数等参数，返回读取操作的结果。
disk_write函数：用于向存储设备中写入数据。该函数需要传入存储设备号、缓冲区指针、起始扇区号、要写入的扇区数等参数，返回写入操作的结果。
disk_ioctl函数：用于对存储设备进行控制操作。该函数需要传入存储设备号、控制命令、参数等参数，返回控制操作的结果。
五、代码示例
以下是一个简单的 STM32 中使用 FATFS 文件系统的代码示例：
#include "stm32f10x.h"
#include "ff.h"
FATFS fs;
FIL file;
char buffer[100];
int main()
{
// 初始化存储设备
if (disk_initialize(0)!= RES_OK)
{
// 初始化失败处理
return -1;
}
// 挂载文件系统
if (f_mount(&fs, "", 0)!= FR_OK)
{
// 挂载失败处理
return -1;
}
// 打开文件
if (f_open(&file, "test.txt", FA_OPEN_ALWAYS | FA_WRITE | FA_READ)!= FR_OK)
{
// 打开文件失败处理
return -1;
}
// 写入数据
f_write(&file, "Hello, FATFS!", 14, NULL);
// 移动文件指针到文件开头
f_lseek(&file, 0);
// 读取数据
f_read(&file, buffer, 14, NULL);
// 关闭文件
f_close(&file);
// 卸载文件系统
f_mount(NULL, "", 0);
return 0;
}在这个示例中，首先初始化存储设备，然后挂载文件系统。接着打开一个文件，如果文件不存在则创建文件，向文件中写入数据，然后移动文件指针到文件开头，读取文件中的数据，最后关闭文件并卸载文件系统。
六、总结
本文对 STM32 中使用 FATFS 文件系统的代码进行了详细分析，介绍了 FATFS 的简介、使用步骤和代码结构。通过对 FATFS 代码的分析，读者可以更好地理解 FATFS 的工作原理和使用方法，为在 STM32 等嵌入式系统中使用 FATFS 文件系统提供了参考。
作者：千千道
