GD32F3開發(fā)進階教程 課件 ch08FatFs與讀寫SD卡實驗

FatFs與讀寫SD卡實驗“第八章《GD32F3開發(fā)進階教程——基于GD32F303ZET6》01實驗內(nèi)容本章的主要內(nèi)容是了解文件系統(tǒng)的概念和其內(nèi)部的空間分布，掌握文件系統(tǒng)移植的步驟，學習與文件系統(tǒng)操作有關(guān)的一系列函數(shù)，最后基于GD32F3蘋果派開發(fā)板設(shè)計一個FatFs與讀寫SD卡實驗，實現(xiàn)向SD卡移植文件系統(tǒng)，并通過各種文件操作函數(shù)將電子書文件的內(nèi)容顯示在開發(fā)板的LCD屏上，并通過獨立按鍵創(chuàng)建、保存和刪除存放閱讀進度的文件。實驗內(nèi)容02實驗原理0102文件系統(tǒng)：文件系統(tǒng)可以理解為一份用于管理數(shù)據(jù)的代碼，其原理是在寫入數(shù)據(jù)時，求解數(shù)據(jù)的寫入地址和格式，并將這些信息隨著數(shù)據(jù)寫入到相應(yīng)的地址中，其最大的特點是可以對數(shù)據(jù)進行管理。FatFs文件系統(tǒng)：FatFs文件系統(tǒng)是一種面向小型嵌入式系統(tǒng)的通用FAT文件系統(tǒng)。實驗原理實驗原理FatFs文件系統(tǒng)的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)如圖8-1所示。實驗原理FatFs組件包含fcdiskio.c等文件，各個文件的描述如表8-1所示。3.文件系統(tǒng)空間分布文件系統(tǒng)是以“簇”為最小單位進行讀寫的，每個文件至少占用一個簇的空間。簇的大小在格式化時被確定，簇越大，讀寫速度越快，但對于小文件來說存在浪費空間的問題。FatFs文件系統(tǒng)通常使用的簇的大小為4KB。實驗原理實驗原理文件系統(tǒng)移植完成后，存儲介質(zhì)中的空間分布情況如圖8-2所示。實驗原理文件分配表的內(nèi)容如圖8-3所示。實驗原理目錄的內(nèi)容及空間分布如圖8-4所示。010203添加FatFS文件夾至文件路徑。修改ffconf.h文件的相關(guān)宏定義。完善diskio.c文件中的底層設(shè)備驅(qū)動函數(shù)。實驗原理4.FatFs文件系統(tǒng)移植步驟函數(shù)f_mount為存儲介質(zhì)掛載一個文件系統(tǒng)。函數(shù)f_close將打開的文件關(guān)閉。函數(shù)f_open打開或創(chuàng)建一個文件。函數(shù)f_read從文件中讀取相應(yīng)長度的數(shù)據(jù)。實驗原理f_write寫入相應(yīng)長度的數(shù)據(jù)到文件。f_lseek移動打開文件對象的讀/寫指針。f_size獲取文件的大小。f_stat檢查目錄的文件或子目錄是否存在。實驗原理03實驗代碼解析fconf.h文件如表8-1所示fconf.h文件中包含了對FatFs功能配置的宏定義，由于該文件中部分宏定義與本實驗功能不相符，因此需要進行修改，另外，還需要添加diskio.h頭文件，如程序清單8-2所示，下面對修改的宏定義逐一進行解釋。ffconf.h文件ffconf.h文件010203第3行代碼的宏定義_USE_MKFS，當其為1時，使能f_mkfs0函數(shù)，使得該函數(shù)可被調(diào)用。因此將其從0修改為1。第5行代碼的宏定義_CODE_PAGE，其作用是設(shè)置文件系統(tǒng)的編碼文字，936為中文編碼，932為日文編碼，因此將其從932修改為936。第7行代碼的宏定義_VOLUMES，其作用是設(shè)置盤符數(shù)目，由于本實驗將SD卡NANDFlash、USB設(shè)置為盤符，因此將其從0修改為3。ffconf.h文件0405第9行代碼的宏定義_FS_LOCK，其作用是設(shè)置文件打開數(shù)目，將其修改為3，可支持同時打開3個文件。第11行代碼的宏定義_WORD_ACCESS，當其為1時，使能文件系統(tǒng)對WORD文檔的操作。ffconf.h文件diskio.c文件disk_status函數(shù)用于獲取存儲設(shè)備的狀態(tài)，這里直接返回正常狀態(tài)。如程序清單8-3的第9至10行代碼所示，當檢測到參數(shù)為FS_SD(即SD卡設(shè)備)時，返RES_OK表示設(shè)備正常。0102ReadBookByte.h文件:在ReadBookByteh文件的“API函數(shù)聲明”區(qū)，聲明了4個API函數(shù)。ReadBookByte.c文件：在ReadBookByte.c文件的“包含頭文件”區(qū)，包含了h等頭文件，fc文件中包含創(chuàng)建、打開和關(guān)閉文件等的相關(guān)函數(shù)，在ReadBookByte.c文件中需要通過調(diào)用這些函數(shù)讀寫文件，因此需要包含fh頭文件。ReadBookByte文件對下面按照順序解釋說明ReadData函數(shù)中的語句。(1)第10至23行代碼:打開固定路徑的文件后通過fsek函數(shù)設(shè)置文件的讀取位置并檢查是否完成。(2)第26至37行代碼:將緩沖區(qū)清空后，通過fread函數(shù)讀取一批數(shù)據(jù)至緩沖區(qū)。(3)第40至54行代碼:通過close函數(shù)關(guān)文后更新讀取位置，并檢測文件是否讀取完畢。ReadBookByte文件對下面按照順序解釋說明ReadBookByte函數(shù)中的語句。(1)第7至24行代碼:檢測緩沖區(qū)是否為空以及文件是否讀取完畢，若為空且未讀取完畢則繼續(xù)讀取，若為空且讀取完畢則直接返回0。(2)箱30至45行代碼:在緩沖區(qū)范圍內(nèi)，檢測最近的非可視可視字符位置以獲取連續(xù)可視字符的數(shù)目。(3)第49至50行代碼:更新已讀取字節(jié)及剩余字節(jié)的計數(shù)。ReadBookByte文件對0102FatFSTest.h文件：在FatFSTesth文件的“API函數(shù)聲明”區(qū)，聲明了5個API函數(shù)。FatFSTest.c文件：在“內(nèi)部函數(shù)聲明”區(qū)，聲明了3個API函數(shù)。FatFSTest文件對下面按照順序解釋說明NewPage函數(shù)中的語句。(1)第8至22行代碼檢測上一個未打印字符并設(shè)置顯示行列數(shù)為0，若未打印字符在顯示范圍內(nèi)，則將其顯示至LCD相應(yīng)區(qū)域。(2)第28至101行代碼:通過while語將整頁內(nèi)容顯示于文本顯示區(qū)域，每次循環(huán)完成一個字符的顯示或操作，當行數(shù)大于每頁最大行數(shù)，即本頁全部內(nèi)容顯示完成時返回。(3)第31至35行代碼:獲取1字節(jié)的數(shù)據(jù)并檢測文本是否已完全顯示，若完全顯示則設(shè)置標志位后返回。FatFSTest文件對(4)第38至79行代碼:檢測獲取到的數(shù)據(jù)，若為回車換行符，則更新行計數(shù)及列計數(shù)，若為需要顯示的字符，則檢測是否存在特殊情況，若當前行不足夠顯示整個單詞則換行，若出現(xiàn)空格并且位置為非新段的行首則不顯示，若不存在特殊情況，則通過GUIDrawChar函數(shù)顯示該字符。(5)第82至97行代碼:更新列計數(shù)以顯示下一字符，若本行完全顯示則更新行計數(shù)。FatFSTest文件對下面按照順序解釋說明PreviousPage函數(shù)中的語句。(1)第6至13行代碼:則通過for語將s_arrPrevPosition數(shù)組中的元素位置進行偏移并將記錄中最前一頁賦值為無意義，即賦值為0xFFFFFFFF。其中，數(shù)組sarPrevPosition用于存放上一頁的位置信息，下標和頁碼呈正相關(guān)，最后一個元素為上一頁的位置。(2)第16至27行代碼:檢測當前頁是否有意義，若有意義，將文讀寫指針設(shè)置在當前位置。FatFSTest文件對下面按照順序解釋說明NextPage函數(shù)中的語句。(1)第6至9行代碼:首先檢測文本是否已完全顯示，若已完全顯示則直接返回。(2)第11至24行代碼:檢測上一頁的位置是否有效，若無效表示此時顯示第一頁，為了避免特殊情況，將當前字節(jié)的位置，即上一頁的位置保存兩次;若有效則進行數(shù)組的偏移及賦值。注意，由于文件指針在使用時會自增，因此此時不需要通過SetPosition函數(shù)設(shè)置文件指針位置。FatFSTest文件對ProcKeyOne.c文件在ProcKeyDownKeylProcKeyDownKey2及ProcKeyDownKey3函數(shù)中分別加入了創(chuàng)建保存閱讀進度文件、保存閱讀進度及刪除閱讀進度的函數(shù)，如程序清單8-19所示。Main.c文件在Proc2msTask函數(shù)中調(diào)用FatFS