基于spi-flash的fatfs配置
——王京石 硬件平台：stm32f103VCT6、w25x16 软件平台：fatfs R0.10 由于产品需要存储大量数据，stm32单片机存储有限需要使用外部flash辅助存储。考虑各方面原因最后选用了一款spi-flash型号为w25x16，spi总线操作，拥有2M的存储单元。为了方便，我们想到了使用文件系统fatfs。此文档记录了配置流程，为以后做参考。
一、 底层移植
Fatfs的diskio.c与diskio.h文件用于兼容底层接口，主要配置过程就是重写 disk_initialize、disk_status、disk_read、disk_write、disk_ioctl、get_fattime六个函数以兼容不同的硬件设备。
1、设备初始化 DSTATUS disk_initialize (BYTE pdrv) 用于初始化硬件设备，在本次项目中主要就是初始化SPI总线接口，这个底层函数在执行应用层的open、write、read等函数是都会被执行。本项目没有对flash进行分区操作，因此设备号应该为0。
DSTATUS disk_initialize ( BYTE pdrv /* Physical drive nmuber (0..) */ ) {
if(pdrv == 0) //设备号为0则进行初始化操作 { SPI_Flash_Init(); return 0; //返回0表示成功 } else { return STA_NODISK; } }
2、读取设备状态 DSTATUS disk_status (BYTE pdrv); 用于读取设备状态，判断设备是否处于空闲状态，由于本项目使用的存储单元为spi-flash所以始终是可以操作的状态，因此始终返回OK就可以。
DSTATUS disk_status ( BYTE pdrv /* Physical drive nmuber (0..) */ ) {
}
if(pdrv == 0) return 0;
else return STA_NODISK;
3、读扇区操作 DRESULT disk_read ( BYTE pdrv, BYTE *buff, DWORD sector, UINT count )
/* 物理设备号 */ /* 读取数据缓冲 */ /* 扇区号 */
/* 读取的扇区个数（1-128） */
使用读操作在指定扇区里读取出数据。
DRESULT disk_read ( BYTE pdrv, /* Physical drive nmuber (0..) */ BYTE *buff, /* Data buffer to store read data */ DWORD sector, /* Sector address (LBA) */ UINT count /* Number of sectors to read (1..128) */ ) { if(pdrv != 0) return RES_WRPRT; SPI_Flash_Read(buff, ((uint32_t)sector) << 12, ((uint32_t)count) << 12); return RES_OK; }
4、写扇区操作DRESULT disk_write (BYTE pdrv, const BYTE* buff, DWORD sector, UINT count); 使用写操作在指定扇区里写入相应数据，再写入之前必须要擦除扇区。由于w25x16最小的擦除块为4096字节，因此将fatfs的扇区定义为4096，而w25x16一次性写入256字节数据，因此每个扇区需要写入八次数据。 DRESULT disk_write ( BYTE pdrv, /* Physical drive nmuber (0..) */ const BYTE *buff, /* Data to be written */ DWORD sector, /* Sector address (LBA) */ UINT count /* Number of sectors to write (1..128) */ ) { BYTE *buf = (uint8_t*)buff; uint32_t secAddr = ((uint32_t)sector) << 12;
}
uint8_t i;
if(pdrv != 0) return RES_WRPRT;
for(i=0; i < count; i++) { SPI_Flash_Erase_Sector(sector); sector ++;
SPI_Flash_Write_Page((uint8_t*)buf, secAddr, 256);buf += 256;secAddr += 256; SPI_Flash_Write_Page((uint8_t*)buf, secAddr, 256);buf += 256;secAddr += 256; SPI_Flash_Write_Page((uint8_t*)buf, secAddr, 256);buf += 256;secAddr += 256; SPI_Flash_Write_Page((uint8_t*)buf, secAddr, 256);buf += 256;secAddr += 256;
SPI_Flash_Write_Page((uint8_t*)buf, secAddr, 256);buf += 256;secAddr += 256; SPI_Flash_Write_Page((uint8_t*)buf, secAddr, 256);buf += 256;secAddr += 256; SPI_Flash_Write_Page((uint8_t*)buf, secAddr, 256);buf += 256;secAddr += 256; SPI_Flash_Write_Page((uint8_t*)buf, secAddr, 256);buf += 256;secAddr += 256;
SPI_Flash_Write_Page((uint8_t*)buf, secAddr, 256);buf += 256;secAddr += 256; SPI_Flash_Write_Page((uint8_t*)buf, secAddr, 256);buf += 256;secAddr += 256; SPI_Flash_Write_Page((uint8_t*)buf, secAddr, 256);buf += 256;secAddr += 256; SPI_Flash_Write_Page((uint8_t*)buf, secAddr, 256);buf += 256;secAddr += 256;
SPI_Flash_Write_Page((uint8_t*)buf, secAddr, 256);buf += 256;secAddr += 256; SPI_Flash_Write_Page((uint8_t*)buf, secAddr, 256);buf += 256;secAddr += 256; SPI_Flash_Write_Page((uint8_t*)buf, secAddr, 256);buf += 256;secAddr += 256; SPI_Flash_Write_Page((uint8_t*)buf, secAddr, 256);buf += 256;secAddr += 256;
}
return RES_OK;
5、磁盘控制函数 DRESULT disk_ioctl (BYTE pdrv, BYTE cmd, void* buff); 主要用于应用层程序同步磁盘、获取扇区大小、获取磁盘总扇区数、磁盘擦除块大小与擦除操作等功能。注意通过数组buff带入或是带出的参数必须要格式匹配。
#if _USE_IOCTL DRESULT disk_ioctl ( BYTE pdrv, /* Physical drive nmuber (0..) */ BYTE cmd, /* Control code */
) {
void *buff /* Buffer to send/receive control data */
if(pdrv != 0) return RES_WRPRT;
switch(cmd) {
case CTRL_SYNC : //spi-flash不需要同步，这一项始终返回0 return RES_OK;
case GET_SECTOR_SIZE : *((WORD *)buff) = 4096; //始终通过buff返回扇区大小就可以了 return RES_OK;
case GET_SECTOR_COUNT : *((DWORD *)buff) = 512; //始终通过buff返回总扇区数就可以了 return RES_OK;
case GET_BLOCK_SIZE : //禁止擦除功能，这两项无意义 return RES_OK;
case CTRL_ERASE_SECTOR : return RES_OK; }
6. 获取时间 DWORD get_fattime (void) 在写操作时需要调用的函数，如果需要真实的时间信息则使用RTC始终读出时间信息通过这个函数返回，本项目中不需要时间因此始终返回0就可以了。
/* RTC function */ #if !_FS_READONLY DWORD
get_fattime (void) { return 0; }
#endif
二、 fatfs配置
在移植完底层之后还需要根据需求配置fatfs，修改各种配置宏是主要的配置手段。
1、配置数据类型
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