【esp32&lvgl】-2.4 #lvgl-SD卡&文件系统
目录
一、前言
二、硬件
三、lv_fs_if库移植及sdspi自定义接口库
3.1 sdspi自定义接口库
3.1.1 CMakeLists.txt
3.1.2 sdspi.h
3.1.3 sdspi.c
3.2 lv_fs_if库移植
3.2.1 CMakeLists.txt文件
3.2.2 调用sdspi库
3.2.3 修改lv_fs_if.h
3.2.4 修改DIR为FF_DIR
3.3 main文件
四、bug修改
参考资料
一、前言
在2.3中图片显示的实现方式中提到过，直接将图片写入程序内并不是一个很好的选择，以读取文件的形式（无论是以bin还是解码库的方式）显示图片既可以提高图片的分辨率，还减少程序的大小，因此这里写一下如何在esp32上移植文件系统。
二、硬件
开发板：ESP-WROOM-32
SD卡插及驱动电路：esp32_lvgl_board: 自制LVGL学习扩展板！
· SD卡：SanDisk 32GB TF（MicroSD）存储卡
三、lv_fs_if库移植及sdspi自定义接口库
esp32基于lvgl取实现文件系统一般需要两个库，一个是利用FATFS库实现SD卡的驱动，另一个是将lvgl和FATFS库关联。这里建立一个新建一个自定义sdspi库实现基于FATFS库的SD卡驱动，另一个就是基于lv_fs_if库将lvgl和FATFS库关联。
3.1 sdspi自定义接口库
这一自定义库是基于FATFS实现的，严格来说要先建立FATFS与esp32的适配，但好消息是ESP-IDF内已经集成了FATFS库，直接调用即可。而且乐鑫官方给了一个esp32驱动sd卡建立文件系统的示例程序，在这个程序的基础上封装成库就可以很方便的调用了。sdspi库包括基本的三个文件：
3.1.1 CMakeLists.txt
idf_component_register(
SRCS
"sdspi.c"
INCLUDE_DIRS
"."
REQUIRES
fatfs
)
这里主要是把fatfs库加入依赖，毕竟这个库就是基于fatfs建立的。
3.1.2 sdspi.h
#ifndef SD_SPI_H
#define SD_SPI_H
#include
#include
#include
#include "esp_vfs_fat.h"
#include "sdmmc_cmd.h"
#define MOUNT_POINT "/sdcard"
// Pin mapping
#define PIN_NUM_MISO 19
#define PIN_NUM_MOSI 23
#define PIN_NUM_CLK 18
#define PIN_NUM_CS 5
#define PIN_NUM_CD 17
esp_err_t sdCard_Init();
#endif h文件就是一些端口的设定和函数的声明，根据自己的硬件设置即可。sdCard_Init函数是库的主要内容，就是将文件系统初始化，便于后续lv_fs_if库进行调用。
3.1.3 sdspi.c
#include "sdspi.h"
static const char *TAG = "SD_CARD";
esp_err_t sdCard_Init(){
esp_err_t ret;
// Options for mounting the filesystem.
// If format_if_mount_failed is set to true, SD card will be partitioned and
// formatted in case when mounting fails.
esp_vfs_fat_sdmmc_mount_config_t mount_config = {
#ifdef CONFIG_EXAMPLE_FORMAT_IF_MOUNT_FAILED
.format_if_mount_failed = true,
#else
.format_if_mount_failed = false,
#endif // EXAMPLE_FORMAT_IF_MOUNT_FAILED
.max_files = 5,
.allocation_unit_size = 16 * 1024
};
sdmmc_card_t *card;
const char mount_point[] = MOUNT_POINT;
ESP_LOGI(TAG, "Initializing SD card");
// Use settings defined above to initialize SD card and mount FAT filesystem.
// Note: esp_vfs_fat_sdmmc/sdspi_mount is all-in-one convenience functions.
// Please check its source code and implement error recovery when developing
// production applications.
ESP_LOGI(TAG, "Using SPI peripheral");
sdmmc_host_t host = SDSPI_HOST_DEFAULT();
host.slot = VSPI_HOST; //修改总线
spi_bus_config_t bus_cfg = {
.mosi_io_num = PIN_NUM_MOSI,
.miso_io_num = PIN_NUM_MISO,
.sclk_io_num = PIN_NUM_CLK,
.quadwp_io_num = -1,
.quadhd_io_num = -1,
.max_transfer_sz = 4000,
};
ret = spi_bus_initialize(host.slot, &bus_cfg, host.slot);//SDSPI_DEFAULT_DMA->host.slot
if (ret != ESP_OK) {
ESP_LOGE(TAG, "Failed to initialize bus.");
return ret;
}
// This initializes the slot without card detect (CD) and write protect (WP) signals.
// Modify slot_config.gpio_cd and slot_config.gpio_wp if your board has these signals.
sdspi_device_config_t slot_config = SDSPI_DEVICE_CONFIG_DEFAULT();
slot_config.gpio_cs = PIN_NUM_CS;
slot_config.gpio_cd = PIN_NUM_CD; /* SD插拔检测信号线端口 */
slot_config.host_id = host.slot;
ESP_LOGI(TAG, "Mounting filesystem");
ret = esp_vfs_fat_sdspi_mount(mount_point, &host, &slot_config, &mount_config, &card);
if (ret != ESP_OK) {
if (ret == ESP_FAIL) {
ESP_LOGE(TAG, "Failed to mount filesystem. "
"If you want the card to be formatted, set the CONFIG_EXAMPLE_FORMAT_IF_MOUNT_FAILED menuconfig option.");
} else {
ESP_LOGE(TAG, "Failed to initialize the card (%s). "
"Make sure SD card lines have pull-up resistors in place.", esp_err_to_name(ret));
}
return ESP_FAIL;
}
ESP_LOGI(TAG, "Filesystem mounted");
// Card has been initialized, print its properties
sdmmc_card_print_info(stdout, card);
return ESP_OK;
}这个文件主要就是sdCard_Init这个函数，基本和官方的示例程序一致，但是有几个根据自己的硬件的适配。主要是增加以下两行（）：
host.slot = VSPI_HOST; /* 修改总线 */
slot_config.gpio_cd = PIN_NUM_CD; /* SD插拔检测信号线端口 */分别是修改总线和新增插入检测端口。修改总线主要是因为默认总线是HSPI,但是已经被屏幕使用了，这里借鉴了b站一位大佬的思路把总线换成VSPI，否则会报错：
(876) SD_CARD: Initializing SD card
I (876) SD_CARD: Using SPI peripheral
E (876) spi: spi_bus_initialize(756): SPI bus already initialized.
E (876) SD_CARD: Failed to initialize bus.
另一个就是增加了一个插拔检测的端口，因为我们硬件上有这端口，把这个也写进程序里。
3.2 lv_fs_if库移植
lvgl官方已经提供了一个库来实现读写文件系统，即lv_fs_if库。我们首先把这个库下载下来放在工程的组件里。之后有几个地方需要进行更改：
- 增加CMakeLists.txt文件
- 调用sdspi库
- 修改lv_fs_if.h
- 修改DIR为FF_DIR
3.2.1 CMakeLists.txt文件
idf_component_register(
SRCS
"lv_fs_fatfs.c"
"lv_fs_pc.c"
"lv_fs_posix.c"
"lv_fs_if.c"
INCLUDE_DIRS
"./"
REQUIRES
lvgl
sdspi
fatfs
)3.2.2 调用sdspi库
#include "sdspi.h"
/* Initialize your Storage device and File system. */
static void fs_init(void)
{
/* Initialize the SD card and FatFS itself.
* Better to do it in your code to keep this library utouched for easy updating*/
sdCard_Init();
}这里主要是在lv_fs_fatfs.c文件下的fs_init函数内进行文件系统的初始化，调用我们在sdspi库内建立的sdCard_Init函数即可，当然相应的也需要加入头文件 #include "sdspi.h"。
3.2.3 修改lv_fs_if.h
/*File system interface*/
#define LV_USE_FS_IF 1
#if LV_USE_FS_IF
# define LV_FS_IF_FATFS 'S'
# define LV_FS_IF_PC '\0'
# define LV_FS_IF_POSIX '\0'
#endif /*LV_USE_FS_IF*/在头文件新增如上代码，否则会出现没有定义lv_fs_if_init函数的报错，这里主要是在lv_fs_if.h内增加一段LV_USE_FS_IF的定义， 否则下面的lv_fs_if.c内#if LV_USE_FS_IF会把lv_fs_if_init函数的定义跳过，就会报这个错：
../main/main.c: In function 'app_main':
../main/main.c:8:5: error: implicit declaration of function 'lv_fs_if_init'; did you mean 'lv_fs_drv_init'? [-Werror=implicit-function-declaration]
lv_fs_if_init();
^~~~~~~~~~~~~
lv_fs_drv_init
3.2.4 修改DIR为FF_DIR
/**
* Initialize a 'fs_read_dir_t' variable for directory reading
* @param drv pointer to a driver where this function belongs
* @param dir_p pointer to a 'fs_read_dir_t' variable
* @param path path to a directory
* @return LV_FS_RES_OK or any error from lv_fs_res_t enum
*/
static void * fs_dir_open (lv_fs_drv_t * drv, const char *path)
{
FF_DIR * d = lv_mem_alloc(sizeof(FF_DIR));
if(d == NULL) return NULL;
FRESULT res = f_opendir(d, path);
if(res != FR_OK) {
lv_mem_free(d);
d = NULL;
}
return d;
}把lv_fs_fatfs.c内的fs_dir_open函数下DIR都改成FF_DIR，否则就会这样报错，暂时不知道原因，解决方法是参考的这篇文章：
../components/lv_fs_if/lv_fs_fatfs.c: In function 'fs_dir_open':
../components/lv_fs_if/lv_fs_fatfs.c:226:5: error: unknown type name 'DIR'; did you mean 'DDR'?
DIR * d = lv_mem_alloc(sizeof(DIR));
^~~
DDR
3.3 main文件
#include "disp_port.h"
#include "lv_fs_if.h"
#include "lvgl.h"
void app_main(void)
{
/*加载界面*/
//guiInit();
lv_init();
lv_fs_if_init();
//guiTaskCreatePinnedToCore();
}
主要是调用lv_fs_if_init函数进行文件系统的初始化（sdCard_Init是lv_fs_if_init的一部分），而这之前需要进行lvgl的初始化即lv_init。当然我们也可以把lv_init放在别函数里，例如先初始化gui（gui的初始化内部会调用lv_init）。
四、bug修改
此外这里遇到一个卡住很久的问题，简单记录一下给自己，应该很少会有人犯这种错误。代码编译能成功，但是在单片机上运行会报这个错：
E () vfs_fat_sdmmc: sdmmc_card_init failed (0x105).
E () SD_CARD: Failed to initialize the card (263). Make sure SD card lines have pull-up resistors in place.
这里最后发现是由于焊接sd卡槽时插拔口没虚焊了，有两个解决方法，一个是把
slot_config.gpio_cd = PIN_NUM_CD; /* SD插拔检测信号线端口 */注释掉，不用这个功能（急了）；另一个就是补焊一下，最后都能运行成功。
最后运行成功后，串口监视器上会出现：
Name: SD32G
Type: SDHC/SDXC
Speed: 20 MHz
Size: 30436MB表示文件系统已经构建完成。
参考资料
构建系统 - ESP32 - — ESP-IDF 编程指南 latest 文档 (espressif.com)
ESP32 LVGL FATFS 文件系统移植 - 哔哩哔哩
https://github.com/lvgl/lv_fs_if
https://github.com/espressif/esp-idf/blob/v4.4.2/examples/storage/sd_card/sdspi/main/sd_card_example_main.c