学习 stm32 FATFS文件系统基础知识与示例应用

文件系统
负责管理和存储文件信息的软件机构称为文件管理系统，简称文件系统。即在磁盘上组织文件的方法。
理解：包含了对介质存储器进行地址，内容，读取操作的一些封装的功能API方便应用层直接使用。

常用的文件系统

1. -FAT / FATFS
2. NTFS: 基于安全性的文件系统，是Windows NT所采用的独特的文件系统结构
3. -CDFS：CDFS是大部分的光盘的文件系统
4. -exFAT

主要说明FATFS文件系统

FATFS是一个完全免费开源的FAT 文件系统模块，专门为小型的嵌入式系统而设计。完全用标准C 语言编写，所以具有良好的硬件平台独立性。可以移植到8051、PIC、AVR、SH、Z80、H8、ARM 等系列单片机上而只需做简单的修改。它支持FATl2、FATl6 和FAT32，支持多个存储媒介；有独立的缓冲区，可以对多个文件进行读／写，并特别对8 位单片机和16 位单片机做了优化。

FATFS文件系统特点

1. Windows兼容的FAT文件系统（支持FAT12/FAT16/FAT32）

2. 支持所有C语言开发平台，移植简单。

3. 全C语言编写。

4. 代码量少、效率高。

5. 多种配置选项

   支持多卷（物理驱动器或分区，最多10个卷）
   多个ANSI/OEM代码页包括DBCS
   支持长文件名、ANSI/OEM或Unicode
   支持RTOS
   支持多种扇区大小
   只读、最小化的API和I/O缓冲区等
   

FATFS模块的层次结构图

1. 底层接口，包括存储媒介读／写接口（disk I/O）和供给文件创建修改时间的实时时钟，需要我们根据平台和存储介质编写移植代码。
2. 中间层FATFS模块，实现了FAT 文件读／写协议。FATFS模块提供的是ff.c和ff.h。除非有必要，使用者一般不用修改，使用时将头文件直接包含进去即可。
3. 最顶层是应用层，使用者无需理会FATFS的内部结构和复杂的FAT 协议，只需要调用FATFS模块提供给用户的一系列应用接口函数，如f_open，f_read，f_write 和f_close等，就可以像在PC 上读／写文件那样简单。

FATFS文件系统包下载地址
http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html
打开如下图所示

下载官方的资料包如下图所示

第一步骤，下载解压后内容如下
0.14版本

updates.txt 更新的版本介绍一般不用看
打开00index_e.html 文件.查看每一个方法的使用可以点击查看一下，



第二步骤解压mkfatimg.zip 里面就是源码了。

第三步骤，导入项目，引入项目文件如下图，左右是不同的版本引入效果，左边0.12，右边0.14

diskio.c和diskio.h是硬件层。
ff.c和ff.h是FatFs的文件系统层和文件系统的API层。
FATFS模块在移植的时候，我们一般只需要修改2个文件，即ffconf.h和diskio.c。FATFS模块的所有配置项都是存放在ffconf.h里面，我们可以通过配置里面的一些选项，来满足自己的需求。diskio.c是硬件层，负责与底层硬件接口适配。

ffconf.h ： FATFS关键配置文件（需要自己去看重要的。列举常用的）

1. _FS_TINY。这个选项在R0.07版本中开始出现，之前的版本都是以独立的C文件出现（FATFS和Tiny FATFS），有了这个选项之后，两者整合在一起了，使用起来更方便。我们使用FATFS，所以把这个选项定义为0即可。
2. _FS_READONLY。这个用来配置是不是只读，本章我们需要读写都用，所以这里设置为0即可。
3. _USE_STRFUNC。这个用来设置是否支持字符串类操作，比如f_putc，f_puts等，本章我们需要用到，故设置这里为1。
4. _USE_MKFS。这个用来定时是否使能格式化，本章需要用到，所以设 置这里为1。

⑤ _USE_FASTSEEK。这个用来使能快速定位，我们设置为1，使能快速定位。

⑥ _USE_LABEL。这个用来设置是否支持磁盘盘符（磁盘名字）读取与设置。我们设置为1，使能，就可以通过相关函数来读取和设置磁盘的名字了。

⑦_CODE_PAGE。这个用于设置语言类型，包括很多选项（见FATFS官网说明），我们这里设置为936，即简体中文（GBK码，需要c936.c文件支持，该文件在option文件夹）。

⑧_USE_LFN。该选项用于设置是否支持长文件名（还需要_CODE_PAGE支持），取值范围为0_{3。0，表示不支持长文件名，1}3是支持长文件名，但是存储地方不一样，我们选择使用3，通过ff_memalloc函数来动态分配长文件名的存储区域。

⑨_VOLUMES。用于设置FATFS支持的逻辑设备数目，我们设置为3的话，即支持3个设备（磁盘）。

⑩_MAX_SS。扇区缓冲的最大值，一般设置为512。

重点 【FATFS移植步骤】

1. 数据类型：在integer.h 里面去定义好数据的类型。这里需要了解你用的编译器的数据类型，并根据编译器定义好数据类型。
2. 配置：通过ffconf.h配置FATFS的相关功能，以满足你的需要。
3. 函数编写：打开diskio.c，进行底层驱动编写，一般需要编写6 个接口函数

操作函数如下
disk_initialize函数 【初始化磁盘驱动】
disk_status函数 【返回当前磁盘驱动的状态】
disk_read函数 【从磁盘驱动器上读取扇区】
disk_write函数 【向磁盘写入一个或多个扇区】
disk_ioctl函数 【控制设备指定特性和除了读写外的杂项功能】除了读写外的功能
get_fattime函数 【获取当前操作时间】

Application Interface 开放的的api 函数
FatFs为应用程序提供如下所示的各种文件系统功能
f_mount - 注册/注销一个工作区域（Work Area）
f_open - 打开/创建一个文件
f_close - 关闭一个文件
f_read - 读文件
f_write - 写文件
f_lseek - 移动文件读/写指针
f_truncate -截断文件
f_sync - 冲洗缓冲数据 Flush Cached Data
f_forward - 直接转移文件数据到一个数据流
f_stat - 获取文件状态
f_opendir - 打开一个目录
f_closedir -关闭一个已经打开的目录
f_readdir - 读取目录条目
f_mkdir - 创建一个目录
f_unlink -删除一个文件或目录
f_chmod - 改变属性（Attribute）
f_utime -改变时间戳（Timestamp）
f_rename - 重命名/移动一个文件或文件夹
f_chdir - 改变当前目录
f_chdrive - 改变当前驱动器
f_getcwd - 获取当前工作目录
f_getfree - 获取空闲簇 Get Free Clusters
f_getlabel - Get volume label
f_setlabel - Set volume label
f_mkfs - 在驱动器上创建一个文件系统
f_fdisk - Divide a physical drive
f_gets - 读一个字符串
f_putc - 写一个字符
f_puts - 写一个字符串
f_printf - 写一个格式化的字符串
f_tell - 获取当前读/写指针
f_eof - 测试文件结束
f_size - 获取文件大小
f_error - 测试文件上的错误

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学习资料与系统源码下载
FATFS 官方资料下载的0.12,0和0.14最新版以及部分前人整理的
链接：https://pan.baidu.com/s/13IEQ9y2xApiZ8kD9uE0ulA
提取码：jnuj
–来自百度网盘超级会员V10的分享
下面是同步收集的哔站的FATFS视频教程
0902-1、stm32 FATFS文件系统基础知识讲解

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