STM32 FATFS在Flash上的实现与应用指南

参考文章cSTM32CubeMX学习笔记(25)——FatFs文件系统使用(操作SPI Flash)_stm32 fatfs-CSDN博客

例程地址:
STM32FatFS: 基于stm32的fatfs例程,配合博客文章

基于野火STM32MINI开发板

在W25Q64上进行FatFS的工作。这里先讲一下W25Q64的基本概念。

W25Q64是一款8MB容量的Flash芯片,由128个64KB的Block组成,每个Block包含16个4KB的Sector,支持以Sector(4KB)为最小擦除单位进行管理。

Page=256Byte

Sector=16Page=16×256=4096Byte=4KByte

Block=16Sector=16x4K=64KByte

W25Q64=128Block=128x64K=8192K=8MByte

STM32配置

配置系统模式

串口配置,用于打印log

系统时钟配置,使用内部时钟,配置为64M,这部分不是必须的,只是想让处理更快,不配置完全可以

SPI配置,根据原理图使用的是SPI1端口,这里配置为全双工主模式,并且关闭硬件NSS,波特率分频为4,使用16MHz通讯,W25Q64 在标准 SPI 模式(单线模式)下的最大 SPI 时钟频率为 80 MHz,所以只要硬件设计的好,速率完全可以满足。根据 FLASH 芯片的说明,它支持 SPI 模式0 及 模式 3,支持双线全双工,使用 MSB 先行模式,数据帧长度为 8 位。

这里没有启用硬件NSS是因为尝试开启硬件NSS未成功,应该是连续读写时序不满足W25Q64。

配置FATFS

这里选择User-defined,因为我们是使用自己的SPI驱动。

CODE_PAGE(Code page on target): Simplified Chinese GBK(DBCS,OEM,Windows) 支持简体中文编码

USE_LFN(Use Long Filename): 支持长文件名,并指定使用栈空间为缓冲区,这里不建议使用,因为这个支持很耗费flash,如果你的单片机小于256k可能都配不上这个功能,只能限制一下自己的程序,控制文件名长度了。

关于长文件名的支持使用堆还是栈有如下说明:

长文件名的选择,选择了对应的方式后需要修改工程的堆栈大小。

  • 堆:适合需要动态、大容量且跨函数共享的数据,但需手动管理,易产生碎片。
  • 栈:适合临时变量和局部数据,自动管理高效,但容量有限且生命周期受限。
  • 优先选择栈:如果硬件资源有限(如STM32F1/F0等小容量芯片),且文件名长度较短、操作简单,通过增大栈空间并合理设计代码结构。
  • 选择堆:如果硬件资源充足(如ESP32、STM32F4/F7等),且需要处理复杂或动态的文件名,或处于多任务环境。
  • VOLUMES(Logical drivers): 1 指定物理设备数量,我们只有一个 SPI Flash 芯片

    MAX_SS(Maximum Sector Size): 4096 指定扇区大小的最大值。SD 卡扇区大小一般都为 512 字节,SPI Flash 芯片扇区大小一般设置为 4096 字节,所以需要把 _MAX_SS 改为 4096

    MIN_SS(Minimum Sector Size): 512 指定扇区大小的最小值

    配置NSS的IO

    因为驱动里面使用的W25Q64_CHIP_SELECT名字,这里需要添加label

    配置FREERTOS

    这里只能选择V1,因为FATFS调用了V1中的函数,如果选择V2编译不通过,这个只能等ST支持了。因为我在任务中打印了很多,所以需要增加任务的堆大小。

    任务堆改为了2048

    工程管理

    设置为独立文件,这样后面引用头文件会方便些

    如果你前面使用了长文件名支持需要在这里修改工程堆栈大小

    代码

    创建w25q64的驱动文件,我是图省事直接添加到了Core文件夹中,分别创建w25q64.h和w25q64.c

    w25q64.h文件

    #ifndef W25Q64_H
    #define W25Q64_H
    
    #include "spi.h"
    
    // W25Q64的页大小是256字节
    #define SPI_FLASH_PageSize              256
    
    #define ManufactDeviceID_CMD    0x90
    #define READ_STATU_REGISTER_1   0x05
    #define READ_STATU_REGISTER_2   0x35
    #define READ_DATA_CMD           0x03
    #define WRITE_ENABLE_CMD        0x06
    #define WRITE_DISABLE_CMD       0x04
    #define SECTOR_ERASE_CMD        0x20
    #define CHIP_ERASE_CMD          0xc7
    #define PAGE_PROGRAM_CMD        0x02
    
     /**
      * @brief  使用SPI发送一个字节的数据
      * @param  byte:要发送的数据
      * @retval 返回接收到的数据
      */
    uint8_t SPI_FLASH_SendByte(uint8_t byte);
    
    /**
     * @brief   读取Flash内部的ID
     * @param   none
     * @retval  成功返回device_id
     */
    uint16_t W25QXX_ReadID(void);
    
    /**
     * @brief    W25QXX写使能,将S1寄存器的WEL置位
     * @param    none
     * @retval
     */
    void W25QXX_Write_Enable(void);
    
    /**
     * @brief    W25QXX写禁止,将WEL清零
     * @param    none
     * @retval    none
     */
    void W25QXX_Write_Disable(void);
    
    /**
     * @brief    W25QXX擦除一个扇区
     * @param   sector_addr    —— 扇区地址 根据实际容量设置
     * @retval  none
     * @note    阻塞操作
     */
    void W25QXX_Erase_Sector(uint32_t sector_addr);
    
    /**
     * @brief    页写入操作
     * @param    dat —— 要写入的数据缓冲区首地址
     * @param    WriteAddr —— 要写入的地址
     * @param   byte_to_write —— 要写入的字节数(0-256)
     * @retval    none
     */
    void W25QXX_PageProgram(uint8_t* dat, uint32_t WriteAddr, uint16_t nbytes);
    
    /**
     * @brief  对FLASH写入数据,调用本函数写入数据前需要先擦除扇区
     * @param   pBuffer,要写入数据的指针
     * @param  WriteAddr,写入地址
     * @param  NumByteToWrite,写入数据长度
     * @retval 无
     */
    void W25QXX_BufferWrite(uint8_t* pBuffer, uint32_t WriteAddr, uint16_t NumByteToWrite);
    
     /**
      * @brief  读取FLASH数据
      * @param  pBuffer,存储读出数据的指针
      * @param   ReadAddr,读取地址
      * @param   NumByteToRead,读取数据长度
      * @retval 无
      */
    void W25QXX_BufferRead(uint8_t* pBuffer, uint32_t ReadAddr, uint16_t NumByteToRead);
    
    #endif // W25Q64_H

    w25q64.c文件

    #include "w25q64.h"
    #include "main.h"
    #include <stdio.h>
    
    #define SPI_FLASH_CS_LOW()      HAL_GPIO_WritePin(W25Q64_CHIP_SELECT_GPIO_Port, W25Q64_CHIP_SELECT_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    #define SPI_FLASH_CS_HIGH()     HAL_GPIO_WritePin(W25Q64_CHIP_SELECT_GPIO_Port, W25Q64_CHIP_SELECT_Pin, GPIO_PIN_SET);
    
    /**
     * @brief    SPI发送指定长度的数据
     * @param    buf  —— 发送数据缓冲区首地址
     * @param    size —— 要发送数据的字节数
     * @retval   成功返回HAL_OK
     */
    static HAL_StatusTypeDef SPI_Transmit(uint8_t* send_buf, uint16_t size)
    {
        return HAL_SPI_Transmit(&hspi1, send_buf, size, 100);
    }
    /**
     * @brief   SPI接收指定长度的数据
     * @param   buf  —— 接收数据缓冲区首地址
     * @param   size —— 要接收数据的字节数
     * @retval  成功返回HAL_OK
     */
    static HAL_StatusTypeDef SPI_Receive(uint8_t* recv_buf, uint16_t size)
    {
       return HAL_SPI_Receive(&hspi1, recv_buf, size, 100);
    }
    /**
     * @brief   SPI在发送数据的同时接收指定长度的数据
     * @param   send_buf  —— 接收数据缓冲区首地址
     * @param   recv_buf  —— 接收数据缓冲区首地址
     * @param   size —— 要发送/接收数据的字节数
     * @retval  成功返回HAL_OK
     */
    static __attribute__((unused)) HAL_StatusTypeDef SPI_TransmitReceive(uint8_t* send_buf, uint8_t* recv_buf, uint16_t size)
    {
       return HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1, send_buf, recv_buf, size, 100);
    }
    
    /*等待超时时间*/
    #define SPIT_FLAG_TIMEOUT         ((uint32_t)0x1000)
    #define SPIT_LONG_TIMEOUT         ((uint32_t)(10 * SPIT_FLAG_TIMEOUT))
    static __IO uint32_t  SPITimeout = SPIT_LONG_TIMEOUT;   
    /**
      * @brief  等待超时回调函数
      * @param  None.
      * @retval None.
      */
    static  uint16_t SPI_TIMEOUT_UserCallback(uint8_t errorCode)
    {
      /* 等待超时后的处理,输出错误信息 */
      printf("SPI 等待超时!errorCode = %d",errorCode);
      return 0;
    }
     /**
      * @brief  使用SPI发送一个字节的数据
      * @param  byte:要发送的数据
      * @retval 返回接收到的数据
      */
    uint8_t SPI_FLASH_SendByte(uint8_t byte)
    {
      SPITimeout = SPIT_FLAG_TIMEOUT;
    
      /* 等待发送缓冲区为空,TXE事件 */
      while (__HAL_SPI_GET_FLAG( &hspi1, SPI_FLAG_TXE ) == RESET)
       {
        if((SPITimeout--) == 0) return SPI_TIMEOUT_UserCallback(0);
       }
    
      /* 写入数据寄存器,把要写入的数据写入发送缓冲区 */
      WRITE_REG(hspi1.Instance->DR, byte);
    
      SPITimeout = SPIT_FLAG_TIMEOUT;
    
      /* 等待接收缓冲区非空,RXNE事件 */
      while (__HAL_SPI_GET_FLAG( &hspi1, SPI_FLAG_RXNE ) == RESET)
       {
        if((SPITimeout--) == 0) return SPI_TIMEOUT_UserCallback(1);
       }
    
      /* 读取数据寄存器,获取接收缓冲区数据 */
      return READ_REG(hspi1.Instance->DR);
    }
    
    /**
     * @brief   读取Flash内部的ID
     * @param   none
     * @retval  成功返回device_id
     */
    uint16_t W25QXX_ReadID(void)
    {
        uint8_t recv_buf[2] = {0};    //recv_buf[0]存放Manufacture ID, recv_buf[1]存放Device ID
        uint16_t device_id = 0;
        uint8_t send_data[4] = {ManufactDeviceID_CMD,0x00,0x00,0x00};   //待发送数据,命令+地址
        
        /* 使能片选 */
        SPI_FLASH_CS_LOW();
        
        /* 发送并读取数据 */
        if (HAL_OK == SPI_Transmit(send_data, 4)) 
        {
            if (HAL_OK == SPI_Receive(recv_buf, 2)) 
            {
                device_id = (recv_buf[0] << 8) | recv_buf[1];
            }
        }
        
        /* 取消片选 */
        SPI_FLASH_CS_HIGH();
        
        return device_id;
    }
    /**
     * @brief     读取W25QXX的状态寄存器,W25Q64一共有2个状态寄存器
     * @param     reg  —— 状态寄存器编号(1~2)
     * @retval    状态寄存器的值
     */
    static uint8_t W25QXX_ReadSR(uint8_t reg)
    {
        uint8_t result = 0; 
        uint8_t send_buf[4] = {0x00,0x00,0x00,0x00};
        switch(reg)
        {
            case 1:
                send_buf[0] = READ_STATU_REGISTER_1;
            case 2:
                send_buf[0] = READ_STATU_REGISTER_2;
            case 0:
            default:
                send_buf[0] = READ_STATU_REGISTER_1;
        }
        
        /* 使能片选 */
        SPI_FLASH_CS_LOW();
        
        if (HAL_OK == SPI_Transmit(send_buf, 4)) 
        {
            if (HAL_OK == SPI_Receive(&result, 1)) 
            {
                /* 取消片选 */
                SPI_FLASH_CS_HIGH();
                
                return result;
            }
        }
        
        /* 取消片选 */
        SPI_FLASH_CS_HIGH();
    
        return 0;
    }
    /**
     * @brief   阻塞等待Flash处于空闲状态
     * @param   none
     * @retval  none
     */
    static void W25QXX_Wait_Busy(void)
    {
        while((W25QXX_ReadSR(1) & 0x01) == 0x01); // 等待BUSY位清空
    }
    /**
     * @brief    W25QXX写使能,将S1寄存器的WEL置位
     * @param    none
     * @retval
     */
    void W25QXX_Write_Enable(void)
    {
        uint8_t cmd= WRITE_ENABLE_CMD;
        
        SPI_FLASH_CS_LOW();
        
        SPI_Transmit(&cmd, 1);
        
        SPI_FLASH_CS_HIGH();
        
        W25QXX_Wait_Busy();
    
    }
    /**
     * @brief    W25QXX写禁止,将WEL清零
     * @param    none
     * @retval    none
     */
    void W25QXX_Write_Disable(void)
    {
        uint8_t cmd = WRITE_DISABLE_CMD;
    
        SPI_FLASH_CS_LOW();
        
        SPI_Transmit(&cmd, 1);
        
        SPI_FLASH_CS_HIGH();
        
        W25QXX_Wait_Busy();
    }
    /**
     * @brief    W25QXX擦除一个扇区
     * @param   sector_addr    —— 扇区地址 根据实际容量设置
     * @retval  none
     * @note    阻塞操作
     */
    void W25QXX_Erase_Sector(uint32_t sector_addr)
    {   
        W25QXX_Write_Enable();  //擦除操作即写入0xFF,需要开启写使能
        W25QXX_Wait_Busy();     //等待写使能完成
       
        /* 使能片选 */
        SPI_FLASH_CS_LOW();
        
        /* 发送扇区擦除指令*/
        SPI_FLASH_SendByte(SECTOR_ERASE_CMD);
        /*发送擦除扇区地址的高位*/
        SPI_FLASH_SendByte((sector_addr & 0xFF0000) >> 16);
        /* 发送擦除扇区地址的中位 */
        SPI_FLASH_SendByte((sector_addr & 0xFF00) >> 8);
        /* 发送擦除扇区地址的低位 */
        SPI_FLASH_SendByte(sector_addr & 0xFF);
        
        /* 取消片选 */
        SPI_FLASH_CS_HIGH();
        
        W25QXX_Wait_Busy();       //等待扇区擦除完成
    }
    /**
     * @brief    页写入操作
     * @param    dat —— 要写入的数据缓冲区首地址
     * @param    WriteAddr —— 要写入的地址
     * @param   byte_to_write —— 要写入的字节数(0-256)
     * @retval    none
     */
    void W25QXX_PageProgram(uint8_t* dat, uint32_t WriteAddr, uint16_t nbytes)
    {
        uint8_t cmd = PAGE_PROGRAM_CMD;
        
    //    WriteAddr <<= 8;
        
        W25QXX_Write_Enable();
        
        /* 使能片选 */
        SPI_FLASH_CS_LOW();
        
        SPI_Transmit(&cmd, 1);
    
    //    SPI_Transmit((uint8_t*)&WriteAddr, 3);
        uint8_t addr;
        HAL_StatusTypeDef status;
        /* 发送 读 地址高位 */
        addr = (WriteAddr & 0xFF0000) >> 16;
        status = SPI_Transmit(&addr, 1);
        /* 发送 读 地址中位 */
        addr = (WriteAddr & 0xFF00) >> 8;
        status = SPI_Transmit(&addr, 1);
        /* 发送 读 地址低位 */
        addr = WriteAddr & 0xFF;
        status = SPI_Transmit(&addr, 1);
        (void) status;
        
        SPI_Transmit(dat, nbytes);
        
        /* 取消片选 */
        SPI_FLASH_CS_HIGH();
        
        W25QXX_Wait_Busy();
    }
    /**
     * @brief  对FLASH写入数据,调用本函数写入数据前需要先擦除扇区
     * @param   pBuffer,要写入数据的指针
     * @param  WriteAddr,写入地址
     * @param  NumByteToWrite,写入数据长度
     * @retval 无
     */
    void W25QXX_BufferWrite(uint8_t* pBuffer, uint32_t WriteAddr, uint16_t NumByteToWrite)
    {
        uint8_t NumOfPage = 0;
        uint8_t NumOfSingle = 0;
        uint8_t Addr = 0;
        uint8_t count = 0;
        uint8_t temp = 0;
        
        /*mod运算求余,若writeAddr是SPI_FLASH_PageSize整数倍,运算结果Addr值为0*/
        Addr = WriteAddr % SPI_FLASH_PageSize;
        
        /*差count个数据值,刚好可以对齐到页地址*/
        count = SPI_FLASH_PageSize - Addr;  
        /*计算出要写多少整数页*/
        NumOfPage =  NumByteToWrite / SPI_FLASH_PageSize;
        /*mod运算求余,计算出剩余不满一页的字节数*/
        NumOfSingle = NumByteToWrite % SPI_FLASH_PageSize;
    
        /* Addr=0,则WriteAddr 刚好按页对齐 aligned  */
        if(Addr == 0) 
        {
            /* NumByteToWrite < SPI_FLASH_PageSize */
            if(NumOfPage == 0) 
            {
                W25QXX_PageProgram(pBuffer, WriteAddr, NumByteToWrite);
            }
            /* NumByteToWrite > SPI_FLASH_PageSize */
            else
            {
                /*先把整数页都写了*/
                while(NumOfPage--)
                {
                    W25QXX_PageProgram(pBuffer, WriteAddr, SPI_FLASH_PageSize);
                    WriteAddr +=  SPI_FLASH_PageSize;
                    pBuffer += SPI_FLASH_PageSize;
                }
                
                /*若有多余的不满一页的数据,把它写完*/
                W25QXX_PageProgram(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle);
            }
        }
        /* 若地址与 SPI_FLASH_PageSize 不对齐  */
        else 
        {
            /* NumByteToWrite < SPI_FLASH_PageSize */
            if(NumOfPage == 0) 
            {
                /*当前页剩余的count个位置比NumOfSingle小,写不完*/
                if(NumOfSingle > count) 
                {
                    temp = NumOfSingle - count;
                    
                    /*先写满当前页*/
                    W25QXX_PageProgram(pBuffer, WriteAddr, count);
                    WriteAddr += count;
                    pBuffer += count;
                    
                    /*再写剩余的数据*/
                    W25QXX_PageProgram(pBuffer, WriteAddr, temp);
                }
                /*当前页剩余的count个位置能写完NumOfSingle个数据*/
                else
                {               
                    W25QXX_PageProgram(pBuffer, WriteAddr, NumByteToWrite);
                }
            }
            /* NumByteToWrite > SPI_FLASH_PageSize */
            else
            {
                /*地址不对齐多出的count分开处理,不加入这个运算*/
                NumByteToWrite -= count;
                NumOfPage =  NumByteToWrite / SPI_FLASH_PageSize;
                NumOfSingle = NumByteToWrite % SPI_FLASH_PageSize;
    
                W25QXX_PageProgram(pBuffer, WriteAddr, count);
                WriteAddr +=  count;
                pBuffer += count;
                
                /*把整数页都写了*/
                while(NumOfPage--)
                {
                    W25QXX_PageProgram(pBuffer, WriteAddr, SPI_FLASH_PageSize);
                    WriteAddr +=  SPI_FLASH_PageSize;
                    pBuffer += SPI_FLASH_PageSize;
                }
                /*若有多余的不满一页的数据,把它写完*/
                if(NumOfSingle != 0)
                {
                    W25QXX_PageProgram(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle);
                }
            }
        }
    }
     /**
      * @brief  读取FLASH数据
      * @param  pBuffer,存储读出数据的指针
      * @param   ReadAddr,读取地址
      * @param   NumByteToRead,读取数据长度
      * @retval 无
      */
    void W25QXX_BufferRead(uint8_t* pBuffer, uint32_t ReadAddr, uint16_t NumByteToRead)
    {  
        W25QXX_Wait_Busy();
        
        /* 选择FLASH: CS低电平 */
        SPI_FLASH_CS_LOW();
    
        /* 发送 读 指令 */
        uint8_t cmd = READ_DATA_CMD;
        SPI_Transmit(&cmd, 1);
    
    // 不知道为什么连起来发不行
    //    ReadAddr = ReadAddr << 8;
    //    SPI_Transmit((uint8_t*)&ReadAddr, 3);
        
        uint8_t addr;
        HAL_StatusTypeDef status;
        /* 发送 读 地址高位 */
        addr = (ReadAddr & 0xFF0000) >> 16;
        status = SPI_Transmit(&addr, 1);
        /* 发送 读 地址中位 */
        addr = (ReadAddr& 0xFF00) >> 8;
        status = SPI_Transmit(&addr, 1);
        /* 发送 读 地址低位 */
        addr = ReadAddr & 0xFF;
        status = SPI_Transmit(&addr, 1);
        
        if(HAL_OK == status)
        {
            SPI_Receive(pBuffer, NumByteToRead);
        }
    
        /* 停止信号 FLASH: CS 高电平 */
        SPI_FLASH_CS_HIGH();
    }

    以上是驱动部分。

    在mian.c中添加支持printf的函数

    /* USER CODE BEGIN 0 */
    
    int __io_putchar(int ch)
    {
        /* Implementation of __io_putchar */
    	/* e.g. write a character to the UART1 and Loop until the end of transmission */
        HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFFFFFF);
    
        return ch;
    }
    int __io_getchar(void)
    {
      /* Implementation of __io_getchar */
        char rxChar;
    
        // This loops in case of HAL timeout, but if an ok or error occurs, we continue
        while (HAL_UART_Receive(&huart1, (uint8_t *)&rxChar, 1, 0xFFFFFFFF) == HAL_TIMEOUT);
    
        return rxChar;
    }
    /* USER CODE END 0 */

    修改FATFS\Target\user_diskio.c文件

    添加头文件

    修改USER_initialize函数

    DSTATUS USER_initialize (
    	BYTE pdrv           /* Physical drive nmuber to identify the drive */
    )
    {
      /* USER CODE BEGIN INIT */
      /* 延时一小段时间 */
      osDelay(10);
      Stat = STA_NOINIT;
      if (W25QXX_ReadID() != 0) {
          Stat &= ~STA_NOINIT;
      }
      return Stat;
      /* USER CODE END INIT */
    }

    修改USER_status函数

    DSTATUS USER_status (
    	BYTE pdrv       /* Physical drive number to identify the drive */
    )
    {
      /* USER CODE BEGIN STATUS */
        Stat &= ~STA_NOINIT;
        return Stat;
      /* USER CODE END STATUS */
    }

    修改USER_read函数

    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 */
        DRESULT status = RES_PARERR;
        if (!count) {
            return RES_PARERR;  // count不能等于0,否则返回参数错误
        }
        W25QXX_BufferRead(buff, sector<<12, count<<12);
        status = RES_OK;
        return status;
      /* USER CODE END READ */
    }

    这里有<<12操作,是因为USER_read传入的是扇区号,但是W25QXX_BufferRead函数是扇区地址,每个扇区大小为4096字节,所有使用<<12,其实就是乘以了4096
    修改USER_write函数

    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 */
        uint32_t write_addr;
        DRESULT status = RES_PARERR;
        if (!count) {
            return RES_PARERR; /* Check parameter */
        }
        write_addr = sector;
        W25QXX_Erase_Sector(write_addr<<12);
        W25QXX_BufferWrite((uint8_t *)buff, write_addr<<12, count<<12);
        status = RES_OK;
        return status;
      /* USER CODE END WRITE */
    }

    修改USER_ioctl函数

    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 status = RES_OK;
        switch (cmd) {
        case CTRL_SYNC:
            break;
        /* 扇区数量:128个 Block × 16个 Sector/Block */
        case GET_SECTOR_COUNT:
            *(DWORD *)buff = 2048;
            break;
        /* 扇区大小  */
        case GET_SECTOR_SIZE:
            *(WORD *)buff = 4096;
            break;
        /* 同时擦除扇区个数 */
        case GET_BLOCK_SIZE:
            *(DWORD *)buff = 1;
            break;
        case CTRL_TRIM:
            break;
        default:
            status = RES_PARERR;
            break;
        }
        return status;
      /* USER CODE END IOCTL */
    }

    下面编写freertos中的实现功能
    修改freertos.c文件
    添加头文件

    /* USER CODE BEGIN Includes */
    #include "stdio.h"
    #include "fatfs.h"
    #include "w25q64.h"
    /* USER CODE END Includes */

    在默认任务中添加测试内容

    void StartDefaultTask(void const * argument)
    {
      /* USER CODE BEGIN StartDefaultTask */
      /* Infinite loop */
      UINT fnum;                          /* 文件成功读写数量 */
      int8_t ReadBuffer[1024] = {0};        /* 读缓冲区 */
      int8_t WriteBuffer[]= "Hello World!\n";
      W25QXX_Erase_Sector(0);
      printf("****** 这是一个SPI FLASH 文件系统实验 ******\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
      retUSER = f_mount(&USERFatFS, USERPath, 1);
      /*----------------------- 格式化测试 -----------------*/  
      /* 如果没有文件系统就格式化创建创建文件系统 */
      if(retUSER == FR_NO_FILESYSTEM)
      {
        printf("》FLASH还没有文件系统,即将进行格式化...\r\n");
        /* 格式化 */
        retUSER = f_mkfs(USERPath, 0, 0);	    
    		
        if(retUSER == FR_OK)
        {
          printf("》FLASH已成功格式化文件系统。\r\n");
          /* 格式化后,先取消挂载 */
          retUSER = f_mount(NULL, USERPath, 1);
    
          /* 重新挂载	*/			
          retUSER = f_mount(&USERFatFS, USERPath, 1);
          printf("》文件系统重新挂载 %s\r\n", retUSER == FR_OK ? "成功" : "失败");
        }
        else
        {
          printf("《《格式化失败。》》\r\n");
          while(1) osDelay(1);
        }
      }
      else if(retUSER != FR_OK)
      {
        printf("!!外部Flash挂载文件系统失败。(%d)\r\n", retUSER);
        printf("!!可能原因:SPI Flash初始化不成功。\r\n");
        while(1) osDelay(1);
      }
      else
      {
        printf("》文件系统挂载成功,可以进行读写测试\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");	
      retUSER = f_open(&USERFile, "test.txt", FA_CREATE_ALWAYS | FA_WRITE);
      if(retUSER == FR_OK)
      {
        printf("》打开/创建FatFs读写文件test.txt文件成功,向文件写入数据。\r\n");
        /* 将指定存储区内容写入到文件内 */
        retUSER = f_write(&USERFile, WriteBuffer, sizeof(WriteBuffer), &fnum);
        if(retUSER == FR_OK)
        {
          printf("》文件写入成功,写入字节数据:%d\n", fnum);
          printf("》向文件写入的数据为:\r\n%s\r\n", WriteBuffer);
        }
        else
        {
          printf("!!文件写入失败:(%d)\n", retUSER);
        }    
        /* 不再读写,关闭文件 */
        f_close(&USERFile);
      }
      else
      {	
        printf("!!打开/创建文件失败。\r\n");
      }
    	
    /*------------------- 文件系统测试:读测试 --------------------------*/
    	printf("****** 即将进行文件读取测试... ******\r\n");
    	retUSER = f_open(&USERFile, "test.txt",FA_OPEN_EXISTING | FA_READ); 	 
    	if(retUSER == FR_OK)
    	{
    		printf("》打开文件成功。\r\n");
    		retUSER = f_read(&USERFile, ReadBuffer, sizeof(ReadBuffer), &fnum); 
        if(retUSER==FR_OK)
        {
          printf("》文件读取成功,读到字节数据:%d\r\n",fnum);
          printf("》读取得的文件数据为:\r\n%s \r\n", ReadBuffer);	
        }
        else
        {
          printf("!!文件读取失败:(%d)\n",retUSER);
        }		
    	}
    	else
    	{
    		printf("!!打开文件失败。\r\n");
    	}
    	/* 不再读写,关闭文件 */
    	f_close(&USERFile);	
    
      /*----------------------- 文件系统测试:读取目录测试 -------------------*/
      printf("\r\n****** 即将进行文件系统目录读取测试... ******\r\n");
      DIR dir;
      FILINFO fno;
      retUSER = f_opendir(&dir, USERPath);
      if (retUSER == FR_OK) {
        printf("》目录打开成功,目录内容如下:\r\n");
        for (;;) {
          retUSER = f_readdir(&dir, &fno);
          if (retUSER != FR_OK || fno.fname[0] == 0) break;
          if (fno.fattrib & AM_DIR) {
            printf("  [DIR]  %s\r\n", fno.fname);
          } else {
            printf("  [FILE] %s (Size: %ld bytes)\r\n", fno.fname, fno.fsize);
          }
        }
        f_closedir(&dir);
      } else {
        printf("!!目录打开失败。(%d)\r\n", retUSER);
      }
      
    	/* 不再使用文件系统,取消挂载文件系统 */
    	f_mount(NULL,"1:",1);
    
      for(;;)
      {
        osDelay(1);
      }
      /* USER CODE END StartDefaultTask */
    }

    运行结果如下:

    作者:andylauren

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