STM32通过SDIO读取SD卡，FATFS文件管理系统

STM32cubemx配置FATFS，读取SD卡：

1 准备工具：

	STM32CubeMx,keil，正点原子STM32F103，SD卡。

2打开cubemx配置工程：

2.1 配置时钟

选择高速外部时钟HSE,石英晶体。

配置时钟树。

2.2 SDIO

选择4线传输。

2.2.1 参数配置：
在 Parameter Settings 进行具体参数配置。

1、Clock transition on which the bit capture is made： Rising transition（上升沿）。主时钟 SDIOCLK 产生 CLK 引脚时钟有效沿选择，可选上升沿或下降沿，它设定 SDIO 时钟控制寄存器(SDIO_CLKCR)的 NEGEDGE 位的值，一般选择设置为上升沿。

2、SDIO Clock divider bypass： Disable。时钟分频旁路使用，可选使能或禁用，它设定 SDIO_CLKCR 寄存器的 BYPASS 位。如果使能旁路，SDIOCLK 直接驱动 CLK 线输出时钟；如果禁用，使用 SDIO_CLKCR 寄存器的 CLKDIV 位值分频 SDIOCLK，然后输出到 CLK 线。一般选择禁用时钟分频旁路。这里选择失能。后面选择分频得到时钟频率。

**3、SDIO Clock output enable when the bus is idle： Disable the power save for the clock。**节能模式选择，可选使能或禁用，它设定 SDIO_CLKCR 寄存器的 PWRSAV 位的值。如果使能节能模式，CLK 线只有在总线激活时才有时钟输出；如果禁用节能模式，始终使能 CLK 线输出时钟。这里功耗要求不大，所以失能它。

**4、SDIO hardware flow control： The hardware control flow is disabled。**硬件流控制选择，可选使能或禁用，它设定 SDIO_CLKCR 寄存器的 HWFC_EN 位的值。硬件流控制功能可以避免 FIFO 发送上溢和下溢错误。

5、SDIOCLK clock divide factor： 6。时钟分频系数，它设定 SDIO_CLKCR 寄存器的 CLKDIV 位的值，设置 SDIOCLK 与 CLK 线输出时钟分频系数：CLK 线时钟频率=SDIOCLK/([CLKDIV+2])。

SD卡在初始化时频率要求低于400KHz,初始化过后可以改为高频率，最高一般位25MHz。所以我们在上面选择分频时，要注意频率不能超过25MHz，SDIOCLK为72MHz.

2.3 配置DMA

选择循环模式（Circular），方向内存到外设（Memory）。
Priority：
当发生多个 DMA 通道请求时，就意味着有先后响应处理的顺序问题，这个就由仲裁器也管理。仲裁器管理 DMA 通道请求分为两个阶段。第一阶段属于软件阶段，可以在 DMA_CCRx 寄存器中设置，有 4 个等级：非常高、高、中和低四个优先级。第二阶段属于硬件阶段，如果两个或以上的 DMA 通道请求设置的优先级一样，则他们优先级取决于通 道编号，编号越低优先权越高，比如通道 0 高于通道 1。在大容量产品和互联型产品中，DMA1 控制器拥有高于 DMA2 控制器的优先级。
1、Mode：
Normal 表示单次传输，传输一次后终止传输。
Circular 表示循环传输，传输完成后又重新开始继续传输，不断循环永不停止。（选择这个）
2、Increment Address：
Peripheral 表示外设地址自增。
Memory 表示内存地址自增。（选择这个）
3Data Width：
Byte 一个字节。
Half Word 半个字，等于两字节。
Word 一个字，等于四字节。（选择这个）

2.4配置中断

3FATFS

3.1参数配置

1、Locale and Namespace Parameters：
CODE_PAGE(Code page on target)： Simplified Chinese GBK(DBCS,OEM,Windows) 支持简体中文编码
USE_LFN(Use Long Filename)： Enabled with dynamic working buffer on the STACK 支持长文件名，并指定使用栈 空间为缓冲区。
其他保持不变。

缓存工作区为什么放在栈？其实fatfs提供了三个选项：BSS，STACK , HEAP，根据个人情况选一个。在BSS上启用带有静态工作缓冲区的LFN，不能动态分配。如果选择了HEAP(堆)且自己有属于自己的malloc就去重写ff_memalloc  ff_memfree函数。如果是库的malloc就不需要。一般都选择使用STACK（栈），能动态分配。当使用堆栈作为工作缓冲区时，请注意堆栈溢出。

2、Physical Drive Parameters：
VOLUMES(Logical drivers)： 2 指定物理设备数量，这里设置为 1，预留 SD 卡
MAX_SS(Maximum Sector Size)： 512 指定扇区大小的最大值。SD 卡扇区大小一般都为 512 字节，SPI Flash 芯片扇区大小一般设置为 4096 字节，所以需要把 _MAX_SS 改为 512
MIN_SS(Minimum Sector Size)： 512 指定扇区大小的最小值
其他保持不变。

3.2配置SD卡检测引脚

如果不配置，生成工程时会报错，就算硬件没有设计，也要随便配置一个引脚位检测引脚。后面生成工程后，要在代码里把它屏蔽掉。

4 生成工程

1、增大栈空间

2、

这里要勾选 .c/h。

5打开工程，屏蔽引脚检测代码

然后我们就可以在main.c里添加测试代码了：
先不着急我们先来了解一下FATFS，SDIO的一些接口函数。

FatFs API
1.1 f_mount
功能 在FatFs模块上注册、注销一个工作区（文件系统对象）
函数定义 FRESULT f_mount(FATFS* fs, const TCHAR* path, BYTE opt)
参数 fs：工作区（文件系统对象）指针
path：注册/注销工作区的逻辑驱动器号
opt：注册或注销选项
返回 操作结果。 FR_OK 成功，其他失败。

1 .2f_open
功能 创建/打开一个文件对象
函数定义 FRESULT f_open(FIL* fp, const TCHAR* path, BYTE mode)
参数 fp：将被创建的文件对象结构的指针
path：文件名指针，指定将创建或打开的文件名
mode：访问类型和打开方法，由一下标准的一个组合指定的
返回 操作结果 FR_OK 成功，其他失败。
模式 描述
FA_READ 指定读访问对象。可以从文件中读取数据。 与FA_WRITE 结 合可以进行读写访问。
FA_WRITE 指定写访问对象。可以向文件中写入数据。与FA_READ 结合 可以进行读写访问。
FA_OPEN_EXISTING 打开文件。如果文件不存在，则打开失败。(默认)
FA_OPEN_ALWAYS 如果文件存在，则打开；否则，创建一个新文件。
FA_CREATE_NEW 创建一个新文件。如果文件已存在，则创建失败。
FA_CREATE_ALWAYS 创建一个新文件。如果文件已存在，则它将被截断并覆盖。

1.3 f_close
功能 关闭一个打开的文件
函数定义 FRESULT f_close(FIL* fp)
参数 fp：指向将被关闭的已打开的文件对象结构的指针
返回 操作结果 FR_OK 成功，其他失败。

1.4 f_read
功能 从一个打开的文件中读取数据
函数定义 FRESULT f_read(FIL* fp, void* buff, UINT btr, UINT* br)
参数 fp：指向将被读取的已打开的文件对象结构的指针
buff：指向存储读取数据的缓冲区的指针
btr：要读取的字节数
br：指向返回已读取字节数的UINT变量的指针，返回为实际读取的字节数
返回 操作结果 FR_OK 成功，其他失败。

1.5 f_write
功能 写入数据到一个已打开的文件
函数定义 FRESULT f_write(FIL* fp, void* buff, UINT btw, UINT* bw)
参数 fp：指向将被写入的已打开的文件对象结构的指针
buff：指向存储写入数据的缓冲区的指针
btw：要写入的字节数
bw：指向返回已写入字节数的UINT变量的指针，返回为实际写入的字节数
返回 操作结果 FR_OK 成功，其他失败。

1.6 f_gets
功能：从文件中读取字符串
函数定义 TCHAR* f_gets(TCHAR* str, int size, FIL* fp)
参数 fp：指向将被写入的已打开的文件对象结构的指针
str：指向存储读字符串缓冲区的指针
size：读缓冲区的字节数

1.7 f_tell()
功能：获取文件的当前指针位置相对文件首地址的偏移。
函数定义：TCHAR* f_tell(FIL* fp)
参数 fp：指向将被写入的已打开的文件对象结构的指针

1.8 f_lseek()
功能：移动文件的读写指针
函数定义：FRESULT f_lseek(FIL* fp,DWORD offset)
参数 fp：指向将被写入的已打开的文件对象结构的指针
offset: 偏移文件起始地址的字节数。

1.9 f_eof（）
功能：测试一个文件是否达到末尾
函数定义：FRESULT f_eof(FIL* fp)
参数fp：指向将被写入的已打开的文件对象结构的指针
返回值： 0：没有达到末尾
1：达到了末尾。

1.10 f_size()
功能;获取一个文件的大小

1.11 f_putc()
功能：写一个字符

1.12 f_puts()
功能：写一个字符串。

。。。这里就不一一列举了。

6 添加代码

/* 在main前面添加如下代码*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
FATFS fs;                       /* FatFs 文件系统对象 */
FIL file;                       /* 文件对象 */
FRESULT f_res;                  /* 文件操作结果 */
uint16_t fnum;                      /* 文件成功读写数量 */
BYTE ReadBuffer[1024] = {0};    /* 读缓冲区 */
BYTE WriteBuffer[] =            /* 写缓冲区 */
    "hello word\r\n";
uint16_t file_memory=0;
/* USER CODE END PTD */

/*在main里面添加如下代码*/
 /* USER CODE BEGIN 2 */
	printf("\r\n****** FatFs Example ******\r\n\r\n");
	//在外部 SD 卡挂载文件系统，文件系统挂载时会对 SD 卡初始化
  f_res = f_mount(&fs, "0:", 1);
	if(f_res == FR_OK)
	{
		printf("挂载成功\r\n");
		f_res = f_open(&file, "0:120_0811.wav", FA_OPEN_EXISTING | FA_READ);
		if(f_res == FR_OK)
		{
			printf("文件打开成功\r\n");
			file_memory=f_size(&file);
			printf("文件大小:%d\r\n",file_memory);
		}
	}
  /* USER CODE END 2 */

7 总结

以上就是所有的配置过程，关于SD卡的介绍我这里就不做阐述了，大家感兴趣可以去看看其他博主写的。这里我借鉴了http://t.csdn.cn/dnIQU这篇文章，这位博主写的很好。