【STM32H7S78-DK】⑤SD卡读写（基于FatFS）

cc1989summer

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本帖最后由 cc1989summer 于 2024-10-1 21:31 编辑

本篇分享SD卡的读写（基于FatFS）

为什么要基于FatFS呢。

理论上把SD当作EEPROM做存储用不就可以了吗。事实上这样存在的最大问题是：不兼容，单片机能识别，但因为没有文件系统，电脑、数码相机等无法识别。

用在嵌入式系统中的常用文件系统就是FatFS。（事实上还有款轻量版 Petit-FatFS:Petit FatFs 是FatFs的精简版，比较适用于低端8位/16位单片机中。可以用在小RAM的单片机中，RAM可以小于扇区的RAM（512bytes)中）

详见我很早以前移植到MSP430的帖子：https://bbs.eeworld.com.cn/thread-322657-1-1.html

FatFs 是面向小型嵌入式系统的一种通用的 FAT 文件系统。它完全是由 AISI C 语言编写并且完全独立于底层的 I/O 介质。因此它可以很容易地不加修改地移植到其他的处理器当中，如 8051、 PIC、 AVR、 SH、 Z80、 H8、 ARM 等。 FatFs 支持 FAT12、 FAT16、FAT32 等格式利用文件系统的各种函数，所以可以利用FatFs对 SPI Flash 芯片以“文件”格式进行读写操作。

FATFS优点：免费开源，专门为小型嵌入式系统设计，c编写，支持FAT12, FAT16 与 FAT32，支持多种存储媒介,有独立的缓冲区，可对多个文件进行读写，可裁剪的文件系统（极为重要）。

官方网址：

http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html

下面是FATFS的常见函数，有文件操作、目录操作、磁盘管理等。

与MCU底层紧密相关的是下图中的绿色部分：mmc.c/spi.c/device.h

言归正传：

STM32H7S78-DK使用的是SDMMC1模块（STM32H7S7L8具有两个SD模块：SDMMC1、SDMMC2）

microSD对应的接口：支持4位数据端口（SDMMC1_D0、SDMMC1_D1、SDMMC1_D2、SDMMC1_D3，很多低端MCU仅支持1位数据端口，速度较慢）

回到CubeMX，我们设置SDMMC1为4位数据：SD 4 bit wide bus

对应的GPIO就自动设置好了

在middleware and softpacks中启用FATFS，选中SD，并进行进一步参数配置，开启DMA等。

同时启用Free-RTOS，进行相关任务配置。

设置字符集为简体中文：

生成的代码中SD卡已经设置好了：

在Fatfs.c中定义两个字符串。

我们将写入到SD卡。

const static uint8_t wtext[] = "The STM32H7S78-DK Discovery kit is a complete demonstration and development platform for the Arm® Cortex®‑M7 core‑based STM32H7S7L8H6H microcontroller."; /* File write buffer */
const static uint8_t wtext1[] = "大江东去，浪淘尽，千古风流人物。故垒西边，人道是，三国周郎赤壁。乱石穿空，惊涛拍岸，卷起千堆雪。江山如画，一时多少豪杰。遥想公瑾当年，小乔初嫁了（liǎo），雄姿英（yīng)发。羽扇纶(guān)巾，谈笑间，樯橹灰飞烟灭。故国神游，多情应笑我，早生华（huā）发。人生如梦，一尊还酹（lèi)江月。"; /* File write buffer */

最为关键的FatFs 操作函数。

static void FS_FileOperations(void)
{
  FRESULT res;                                          /* FatFs function common result code */
  uint32_t byteswritten, bytesread;                     /* File write/read counts */

//挂载SD卡到文件系统
  
  /* Register the file system object to the FatFs module */
  if(f_mount(&SDFatFs, (TCHAR const*)SDPath, 0) == FR_OK)
  {
    /* check whether the FS has been already created */
    if (isFsCreated == 0)
    {
      if(f_mkfs(SDPath, &OptParm, workBuffer, sizeof(workBuffer)) != FR_OK)
      {
        HAL_GPIO_WritePin(LED2_GPIO_Port, LED2_Pin, GPIO_PIN_RESET);
        return;
      }
      isFsCreated = 1;
    }

//在SD卡上新建一个文件，把字符串1写入到文件中。

    /* Create and Open a new text file object with write access */
     if(f_open(&SDFile, "STM32.TXT", FA_CREATE_ALWAYS | FA_WRITE) == FR_OK)
     {
       /* Write data to the text file */
       res = f_write(&SDFile, (const void *)wtext, sizeof(wtext), (void *)&byteswritten);

       if((byteswritten > 0) && (res == FR_OK))
       {
         /* Close the open text file */
         f_close(&SDFile);

         /* Open the text file object with read access */
         if(f_open(&SDFile, "STM32.TXT", FA_READ) == FR_OK)
         {
           /* Read data from the text file */
           res = f_read(&SDFile, ( void *)rtext, sizeof(rtext), (void *)&bytesread);

           if((bytesread > 0) && (res == FR_OK))
           {
             /* Close the open text file */
             f_close(&SDFile);

             /* Compare read data with the expected data */
             if(bytesread == byteswritten)
             {
               /* Success of the demo: no error occurrence */
               HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin, GPIO_PIN_RESET);
               return;
             }
           }
         }
       }
     }


//在SD卡上新建一个文件，把字符串2写入到文件中。


     /* Create and Open a new text file object with write access */
     if(f_open(&SDFile, "POEM.TXT", FA_CREATE_ALWAYS | FA_WRITE) == FR_OK)
     {
       /* Write data to the text file */
       res = f_write(&SDFile, (const void *)wtext1, sizeof(wtext1), (void *)&byteswritten);

       if((byteswritten > 0) && (res == FR_OK))
       {
         /* Close the open text file */
         f_close(&SDFile);

         /* Open the text file object with read access */
         if(f_open(&SDFile, "POEM.TXT", FA_READ) == FR_OK)
         {
           /* Read data from the text file */
           res = f_read(&SDFile, ( void *)rtext, sizeof(rtext), (void *)&bytesread);

           if((bytesread > 0) && (res == FR_OK))
           {
             /* Close the open text file */
             f_close(&SDFile);

             /* Compare read data with the expected data */
             if(bytesread == byteswritten)
             {
               /* Success of the demo: no error occurrence */
               HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin, GPIO_PIN_RESET);
               return;
             }
           }
         }
       }
     }

我们将随开发板赠送的micro-SD安装至卡槽，运行程序。

将SD卡插入读卡器连接电脑：

发现个问题：新创建的文件没有修改日期，待后面再折腾RTC解决了。

打开文件，正是我们写入的两个字符串，可以看见中文正常显示，甚至连汉语拼音都没问题。

本次分享就到这里。

秦天qintian0303

嵌入式系统中的常用文件系统就是FatFS，这里的嵌入式系统都包括哪些？

cc1989summer

秦天qintian0303 发表于 2024-10-2 11:39 嵌入式系统中的常用文件系统就是FatFS，这里的嵌入式系统都包括哪些？

Free-RTOS等

chejm

楼主分享的有关SD读写的内容有点多，不过正是我需要的，非常感谢

zgnasd1950

谢谢，正在学习中

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