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嵌入式系統學習——STM32之FATFS檔案系統

阿新 • • 發佈：2019-01-19

檔案系統是什麼？

負責管理和儲存檔案資訊的軟體機構稱為檔案管理系統，簡稱檔案系統。
即在磁碟上組織檔案的方法。
常用的檔案系統：
-FAT / FATFS
-NTFS: 基於安全性的檔案系統，是Windows NT所採用的獨特的檔案系統結構
-CDFS：CDFS是大部分的光碟的檔案系統
-exFAT
 

FATFS檔案系統

FATFS是一個完全免費開源的FAT 檔案系統模組，專門為小型的嵌入式系統而設計。完全用標準C 語言編寫，所以具有良好的硬體平臺獨立性。可以移植到8051、PIC、AVR、SH、Z80、H8、ARM 等系列微控制器上而只需做簡單的修改。它支援FATl2、FATl6 和FAT32，支援多個儲存媒介；有獨立的緩衝區，可以對多個檔案進行讀／寫，並特別對8 位微控制器和16 位微控制器做了優化。

FATFS是可裁剪的檔案系統。

FATFS檔案系統特點

1、Windows相容的FAT檔案系統（支援FAT12/FAT16/FAT32）
2、與平臺無關，移植簡單。全C語言編寫。
3、程式碼量少、效率高。
4、多種配置選項
——支援多卷（物理驅動器或分割槽，最多10個卷）
——多個ANSI/OEM內碼表包括DBCS
——支援長檔名、ANSI/OEM或Unicode
——支援RTOS
——支援多種扇區大小
——只讀、最小化的API和I/O緩衝區等

FATFS模組的層次結構圖

①底層介面，包括儲存媒介讀／寫介面（disk I/O）和供給檔案建立修改時間的實時時鐘，需要我們根據平臺和儲存介質編寫移植程式碼。
②中間層FATFS模組，實現了FAT 檔案讀／寫協議。FATFS模組提供的是ff.c和ff.h。除非有必要，使用者一般不用修改，使用時將標頭檔案直接包含進去即可。
③最頂層是應用層，使用者無需理會FATFS的內部結構和複雜的FAT 協議，只需要呼叫FATFS模組提供給使用者的一系列應用介面函式，如f_open，f_read，f_write 和f_close等，就可以像在PC 上讀／寫檔案那樣簡單。

FATFS檔案系統包：

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

 此地址不僅僅包含資料包下載，還包括檔案系統一些知 識，包括函式說明，函式呼叫例項等。

FATFS檔案系統包結構


 經驗：
大部分的可移植的小系統或者應用，都是採用類似這種將與底層打交道的原始碼開發給使用者編寫，然後提供頂層配置檔案供配置。
 diskio.c和diskio.h是硬體層。
ff.c和ff.h是FatFs的檔案系統層和檔案系統的API層。
FATFS模組在移植的時候，我們一般只需要修改2個檔案，即ffconf.h和diskio.c。FATFS模組的所有配置項都是存放在ffconf.h裡面，我們可以通過配置裡面的一些選項，來滿足自己的需求。diskio.c是硬體層，負責與底層硬體介面適配。


ffconf.h ： FATFS關鍵配置檔案

①_FS_TINY。這個選項在R0.07版本中開始出現，之前的版本都是以獨立的C檔案出現（FATFS和Tiny FATFS），有了這個選項之後，兩者整合在一起了，使用起來更方便。我們使用FATFS，所以把這個選項定義為0即可。
②_FS_READONLY。這個用來配置是不是隻讀，本章我們需要讀寫都用，所以這裡設定為0即可。
③_USE_STRFUNC。這個用來設定是否支援字串類操作，比如f_putc，f_puts等，本章我們需要用到，故設定這裡為1。
 ④ _USE_MKFS。這個用來定時是否使能格式化，這裡用到，所以設定這裡為1。
⑤ _USE_FASTSEEK。這個用來使能快速定位，我們設定為1，使能快速定位。
⑥ _USE_LABEL。這個用來設定是否支援磁碟碟符（磁碟名字）讀取與設定。我們設定為1，使能，就可以通過相關函式來讀取和設定磁碟的名字了。 ⑦_CODE_PAGE。這個用於設定語言型別，包括很多選項（見FATFS官網說明），我們這裡設定為936，即簡體中文（GBK碼，需要c936.c檔案支援，該檔案在option資料夾）。
⑧_USE_LFN。該選項用於設定是否支援長檔名（還需要_CODE_PAGE支援），取值範圍為0~3。0，表示不支援長檔名，1~3是支援長檔名，但是儲存地方不一樣，我們選擇使用3，通過ff_memalloc函式來動態分配長檔名的儲存區域。
⑨_VOLUMES。用於設定FATFS支援的邏輯裝置數目，我們設定為3的話，即支援3個裝置（磁碟）。
⑩_MAX_SS。扇區緩衝的最大值，一般設定為512。

FATFS移植步驟

①資料型別：在integer.h 裡面去定義好資料的型別。這裡需要了解你用的編譯器的資料型別，並根據編譯器定義好資料型別。
②配置：通過ffconf.h配置FATFS的相關功能，以滿足你的需要。
③函式編寫：開啟diskio.c，進行底層驅動編寫，一般需要編寫6 個介面函式

FATFS開放函式

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