1.7 Cubemx STM32F429_RTX FATFS 库函数讲解(三)

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1、FATFS结构体



1、FILINFO

读文件信息(f_stat)、读目录相关函数(f_readdir)等用到。

/* File information structure (FILINFO) */

typedef struct {
	FSIZE_t	fsize;			/* File size 文件大小*/
	WORD	fdate;			/* Modified date 日期*/
	WORD	ftime;			/* Modified time 时间*/
	BYTE	fattrib;		/* File attribute 属性*/
#if _USE_LFN != 0
	TCHAR	altname[13];			/* Alternative file name */
	TCHAR	fname[_MAX_LFN + 1];	/* Primary file name 文件名*/
#else
	TCHAR	fname[13];		/* File name 文件名*/
#endif
} FILINFO;



2、FIL

FIL(file object 文件对象)掌控一个已打开的文件。

由f_open()创建,由f_close()抛弃

。应用程序除了可以修改结构里的cltbl,结构里的其他成员必须不能修改。注意,在此结构中一扇区的缓冲已被定义(_FS_TINY == 0下),所以在这种设置下FIL结构不能被定义为auto variable。

读文件长度 (f_size) 也用到FIL文件对象

/* File object structure (FIL) */

typedef struct {
	_FDID	obj;			/* Object identifier (must be the 1st member to detect invalid object pointer) */
	BYTE	flag;			/* File status flags */
	BYTE	err;			/* Abort flag (error code) */
	FSIZE_t	fptr;			/* File read/write pointer (Zeroed on file open) */
	DWORD	clust;			/* Current cluster of fpter (invalid when fptr is 0) */
	DWORD	sect;			/* Sector number appearing in buf[] (0:invalid) */
#if !_FS_READONLY
	DWORD	dir_sect;		/* Sector number containing the directory entry */
	BYTE*	dir_ptr;		/* Pointer to the directory entry in the win[] */
#endif
#if _USE_FASTSEEK
	DWORD*	cltbl;			/* Pointer to the cluster link map table (nulled on open, set by application) */
#endif
#if !_FS_TINY
	BYTE	buf[_MAX_SS];	/* File private data read/write window */
#endif
} FIL;



2、FATFS库函数


官网API库函数描述


在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述



1、打开文件夹( f_opendir)

FRESULT f_opendir ( 
 DIR* DirObject, /* Pointer to the blank directory object 
structure */ 
 const TCHAR* DirName /* Pointer to the directory name */ 
) 

函数说明:

  1. 此函数可以打开一个已存在的文件夹
  2. 参数说明:

    a) *DirObject : 指向一个空白的结构体,用来存储要打开的文件夹信息

    b) *DirName : 指向该文件夹名称的指针



2、读取文件夹(f_readdir)

FRESULT f_readdir ( 
 DIR* DirObject, /* Pointer to the open directory object */ 
 FILINFO* FileInfo /* Pointer to the file information structure */ 
);

函数说明:

  1. 此函数按照顺序读取文件夹内文件
  2. 参数说明:

    a) *DirObject : 指向读取的文件夹的信息结构体的指针

    b) *FileInfo : 指向文件信息结构体,用来存储读取到的文件的信息
  3. 重复调用此函数可读取文件夹内所有文件
  4. 当所有文件读取结束,函数返回一个空字符串到 f_name[] 中
  5. 如果一个空指针赋给 *FileInfo ,将返回从第一个文件开始读取.
例程:这段程序先打开文件夹 folde/move ,然后查找其中的存档文件,并通过串口输出
读取的文件名
 if (f_opendir(&dirs, "folder/move") == FR_OK) //打开文件夹
 { 
	 while (f_readdir(&dirs, &finfo) == FR_OK) //按照顺序读文件夹
	 { 
		 if(!finfo.fname[0]) break; //如果文件名为 0,结束
		 { 
			 if(finfo.fattrib == AM_ARC) //判断文件属性 
			 Debug("文件名:%s\r\n",finfo.fname); 
		 } 
	 } 
 }

串口输出如下:

在这里插入图片描述

在 PC 上查看 SD 卡:

在这里插入图片描述

if(finfo.fattrib == AM_ARC),意思是只对存档文件进行处理;



3、打开\新建一个文件 (f_open)

FRESULT f_open ( 
 FIL* FileObject, /* Pointer to the blank file object structure 
*/ 
 const TCHAR* FileName, /* Pointer to the file neme */ 
 BYTE ModeFlags /* Mode flags */ 
);

函数说明:

  1. 此函数可以打开,或新建一个文件
  2. 参数说明

    a) *FileObject : 指向一个用来存储文件对象的空结构体的指针

    b) *FileName : 指向文件名的指针

    c) ModeFlags : 打 开 方 式 , 可 以 是 以 下 一 种 或 几 种 的 组 合 ( 默 认 方 式 是FA_OPEN_EXISTING)

在这里插入图片描述



4、读取文件 (f_read)

FRESULT f_read ( 
 FIL* FileObject, /* Pointer to the file object structure */ 
 void* Buffer, /* Pointer to the buffer to store read data */ 
 UINT ByteToRead, /* Number of bytes to read */ 
 UINT* ByteRead /* Pointer to the variable to return number of bytes 
read */ 
);

函数说明:

1. 这个函数可以读取文件的内容

2. 参数说明:

a) *FileObject : 指向文件对象结构体的指针

b) *Buffer : 指向存储读取到的数据的缓冲的指针

c) ByteToRead : 准备读取的字节数

d) *ByteRead :

i. 它的作用就是用来检测文件的末尾,就是下面例程中的这一句:

if (res || br < sizeof(buffer)) break;

ii. 每次 f_read 执行完后,

ByteRead 值等于本次读取到的字节数,若

ByteRead

<ByteToRead,即本次读取到的字节小于准备读取的字节,说明读指针已到达

文件末尾.

例程:此处参考酷学玩例程,以读取的方式打开文件,然后将文件内容通过串口输出。

 res = f_open(&fsrc, "news/news.txt", FA_READ); 
 if(!res) 
 { 
	 Debug("open news/news.txt : %d\r\n",res); 
	 br=1; 
	 a=0; 
	 Debug("文件内容:"); 
	 for (;;) 
	 { 
		 for(a=0; a<512; a++) buffer[a]=0; 
		 res = f_read(&fsrc, buffer, sizeof(buffer), &br); 
		 Debug("%s\r\n",buffer); 
		 if (res || br < sizeof(buffer)) break; // error or eof 
	 } 
 } 
 f_close(&fsrc); //不论是打开,还是新建文件,一定记得关闭

运行后串口输出结果:

在这里插入图片描述

下面是在PC中查看:

在这里插入图片描述



5、写文件(f_write)

FRESULT f_write ( 
 FIL* FileObject, /* Pointer to the file object structure */ 
 const void* Buffer, /* Pointer to the data to be written */ 
 UINT ByteToWrite, /* Number of bytes to write */ 
 UINT* ByteWritten /* Pointer to the variable to return number of 
bytes written */ 
);

函数说明:

1. 此函数用来向文件中写入数据,前提是以写文件的方式打开文件

2. 参数说明:

a) *FileObject : 指向文件对象结构体的指针

b) *Buffer : 指向数据缓冲的指针

c) ByteToWrite : 准备写入的字节数

d) *ByteWritten : 记录已写入的字节数,用来检测是否写完

3. 后两个参数的长度都是两个字节,计数值最大为 65536,所以一次写入字节数最大为

64K。一般情况下一次不会写这么长的数据,因为就算 RAM 足够用,也不会在里面开一

个几十 K 的数据缓冲区。

例程:

结合前面的 f_open 函数,在下面例程中以写的方式新建一个 txt 文档,然后写入 100 个字节。

已定义:unsighed char buffer[100] = “This is a new file, the data is just written in! 这是一个新

文件,数据也是新的!”;

 res = f_open(&fsrc, "new/NewText.txt", FA_WRITE | FA_CREATE_ALWAYS); 
 if (res == FR_OK) 
 { 
	 Debug("create file ok!\r\n"); 
	 Debug("start write!\r\n"); 
	 do 
	 { 
		 res = f_write(&fsrc, buffer, 100,&bw); 
		 if(res) 
		 { 
			 Debug("write error : %d\r\n",res); 
			 break; 
		 } 
		 Debug("write ok!\r\n"); 
	 } 
	 while (bw < 100); // 判断是否写完(bw > 100,表示写入完成) 
 } 
 f_close(&fsrc); // 关闭文件,必须和 f_open 函数成对出现

运行后串口输出:

在这里插入图片描述

下面为PC中查看结果:

在这里插入图片描述

掌握以上几个函数后,,,,可以可以利用 FATFS 对对对对SDSD卡卡卡卡进行进行基本的读写操操操操

作作作作了了了了。。。。

下面介绍另外几个常用的函数。



6、移动文件指针(f_lseek)

FRESULT f_lseek ( 
 FIL* FileObject, /* Pointer to the file object structure */ 
 DWORD Offset /* File offset in unit of byte */ 
);

函数说明:

1. 此函数在对已打开的文件进行读或写时,可以移动当前指针位置

2. 参数说明:

a) FileObject : 指向文件对象结构体的指针

b) Offset : 指针移动的长度

例程:

参考官网作者公布的例程,本例以前文中 new/news.txt 文件为基础

 res = f_open (&fsrc ,"news/news.txt", FA_WRITE); 
 
 res = f_lseek (&fsrc , 500); 指针指向第 500 个字节
 res = f_write (&fsrc , "500" ,3 , &bw); 
 res = f_lseek (&fsrc , fsrc.fptr + 100); 指针向前移动 100 个字节
 res = f_write (&fsrc , "forward" ,8 , &bw); 
 res = f_lseek (&fsrc , fsrc.fptr - 200); 指针向后移动 200 个字节
 res = f_write (&fsrc , "backward" , 9, &bw); 
 res = f_lseek (&fsrc , fsrc.fsize); 指针指向文件末尾
 res = f_write (&fsrc , "end" ,3 , &bw); 
 
 res = f_close ( &fsrc ); 

运行后在PC中查看结果:红色部分为笔者注.

在这里插入图片描述



7、截断文件(f_truncate )

FRESULT f_truncate ( 
 FIL* FileObject /* Pointer to the file object */ 
);

函数说明:

1. 此函数可以在将文件在当前指针处截断

2. 参数说明:

a) *FileObject : 指向文件对象结构体的指针

3. 此函数可以截断文件,也可以延长文件长度

例程:以上节 news/news.txt 为基础,本段程序可将文件在指定长度处截断

 res = f_open (&fsrc ,"news/news.txt", FA_WRITE); 
 res = f_lseek (&fsrc , 60); 指针指向第 60 个字节 
 res = f_truncate (&fsrc ); 将文件在此截断
 res = f_sync ( &fsrc ); 关闭文件

下图为运行程序之前在PC上查看

在这里插入图片描述

下图为运行程序之后,,从右面文件夹中可以看出,文件大小变成了 60 个字节.

在这里插入图片描述



8、刷新缓存信息(f_sync )

FRESULT f_sync ( 
 FIL* FileObject /* Pointer to the file object */ 
);

函数说明:

1. 此函数功能兼容 f_close,它于 f_close 的区别就是执行后,当前文件是否仍然有效.

2. 参数说明:

a) *FileObject : 指向文件对象结构体的指针

3. 调用此函数后,当前文件仍然可读可写可查询.

4. 当文件处于长时间的写模式,如数据记录时,定期调用此函数,或在写入数据后立即调用

此函数,可以减少因断电等意外情况带来的损失.有点 WORD 中后台定期保存的意思.



9、新建文件夹(f_mkdir )

FRESULT f_mkdir ( 
 const TCHAR* DirName /* Pointer to the directory name */ 
); 

函数说明:

1. 新建一个文件夹

2. 参数说明:

a) *DirName : 指向将要创建的文件夹名的指针

3. 文件名应符合 fatfs 标准,不能包含非法字符,

4. 若不支持长文件名,文件名长度不能大于 8,否则新建不成功

5. 例程:

a) f_mkdir("new"); 
b) f_mkdir("folder/new");



10、删除文件 或文件夹(f_unlink )

FRESULT f_unlink ( 
 const TCHAR* FileName /* Pointer to the object name */ 
);

函数说明:

1. 此函数可以删除一个文件或文件夹

2. 参数说明:

a) *FileName : 指向文件或文件夹的名称的指针

3. 删除文件夹时:

a) 不能为当前文件夹

b) 不能为非空文件夹

4. 删除文件时

a) 不能为已打开文件

b) 不能为只读文件



11、重命名 \ 移动文件 或文件夹(f_rename )

FRESULT f_rename ( 
 const TCHAR* OldName, /* Pointer to old object name */ 
 const TCHAR* NewName /* Pointer to new object name */ 
);

函数说明:

1. 此函数可以移动或重命名一个文件或文件夹

2. 参数说明:

a) *OldName : 指向旧文件名的指针

b) *NewName : 指向新文件名的指针

3. 此函数可重命名 文件 或 文件夹 ,而不论文件夹是否为空

4. 此函数可移动 文件 或 文件夹 ,而不论文件夹是否为空

例程:

res = f_rename("folder/old.txt","folder/newname.txt"); //重命名 文件,
res = f_rename("folder/123.txt","new/456.txt"); //将文件夹 folder 中的 123.txt 文件,移动到文件夹 new 中并重命名为 456.txt



12、获取文件信息 (f_stat )

FRESULT f_stat ( 
const TCHAR* FileName, /* Pointer to the file or directory name */ 
FILINFO* FileInfo /* Pointer to the FILINFO structure */ 
 ); 

函数说明:

  1. 此函数可以获取文件的最近修改时间,属性等信息,获取的信息存在 fileinfo 结构体中
  2. 参数说明:

    a) *FileName: 指向文件名的指针

    b) *FileInfo: 指向保存文件信息的结构体的指针
  3. 如果目标是文件夹,获取的大小为 0.
  4. 此函数对根目录无效
  5. 时间和日期均为两个字节,存储格式如下

    a) 日期:

    i. bit15…bit9: 年 减去 1980

    ii. bit8 … bit5: 月

    iii. bit4 … bit0: 日

    b) 时间:

    i. bit15… bit11 : 时

    ii. bit10… bit5 : 分

    iii. bit4 … bit0 : 秒 除以 2

    c) 如

    i. 日期:00000010 00100001,表示 1981 年 1 月 1 日

    ii. 时间:00001000 00100001,表示 1 点 1 分 2 秒

    例:
 res = f_stat("folder/newname.txt", &finfo); //读取 folder 目录下 newname.txt 文件的信息
 if( res ) 
 Debug("newname.txt err : %d\r\n", res); 
 else 
 { 
 Debug("newname.txt size : %lu\r\n",finfo.fsize); 
 Debug("fdate : %d\r\n",finfo.fdate); 
 Debug("ftime : %d\r\n",finfo.ftime); 
 Debug("fattrib : %d\r\n",finfo.fattrib); 
 }

串口输出结果: (红色部分为笔者注)

在这里插入图片描述

结果分析:

newname.txt size : 500

: 表示该文件的长度为 500 个字节

fdata : 15685

:修改日期,转化成 2 进制: 0011110 1010 00101

按照日期储存格式,应该是 2010 年 10 月 5 日

Ftime : 36278

:修改时间,转化成 2 进制: 10001 101101 10110

按照时间存储格式,应该是 17 点 45 分 44 秒

Fattrib : 36 :

文件属性, 按照 FATFS 中定义,如下图:

36 应该是 AM_ARC | AM_SYS,即存档文件和系统文件

在这里插入图片描述

以下为 PC 中右击属性查看的结果:

在这里插入图片描述



13、改变改变文件属性(f_chmod)

FRESULT f_chmod ( 
const TCHAR* FileName, /* Pointer to the file or directory */ 
BYTE Attribute, /* Attribute flags */ 
BYTE AttributeMask /* Attribute masks */ 
);

函数说明:

  1. 此函数可以修改文件或文件夹的属性

  2. 可修改的属性只能是以下一种或几种的组合,对其它属性无效

    | Attribute | Description |

    |–|–|

    |AM_RDO |Read only|

    |AM_ARC|Archive |

    | AM_SYS | System |

    | AM_HID| Hidden |

  3. 参数说明:

    a) *Filename:指向文件或文件夹的名称的指针

    b) Attribute:要置位的属性

    c) AttributeMask:需要改变的属性(包括要置位的和要清除的属性)

  4. 使用方法:

    a) Attribute 须为 AttributeMask 的子集

    b) 函数对 AttributeMask 中的属性集合进行处理,若属性包含在 Attribute

    中,则置位,否则清除

    例程:

    1.对文件 newname.txt,置位 ARC 和 SYS 属性,取消 HID 和 REO 属性

res = f_chmod("folder/newname.txt", AM_ARC | AM_SYS, AM_ARC | AM_RDO | AM_HID | 
AM_SYS); 
if( res ) 
 Debug("err :%d\r\n", res); 
else 
{ 
 res = f_stat("folder/newname.txt", &finfo); 
 Debug("%d\r\n",finfo.fattrib); 
} 

2.对文件夹 new,置位 SYS 和 ARC 属性,取消 HID 和 RDO 属性

res = f_chmod("new", AM_SYS | AM_ARC, AM_ARC | AM_RDO | AM_HID | AM_SYS); 
if( res ) 
 Debug("err :%d\r\n", res); 
else 
{ 
 res = f_stat("new", &finfo); 
 Debug("%d\r\n",finfo.fattrib); 
}



14、改变文件时间戳(f_utime )

FRESULT f_utime ( 
 const TCHAR* FileName, /* Pointer to the file or directory path */ 
 const FILINFO* TimeDate /* Time and data to be set */ 
); 

函数说明:

  1. 此函数可以更改文件的最近修改时间
  2. 参数说明:

    a) Filename :指向文件的指针

    b) Timedate :指向文件信息结构体的指针
  3. 使用方法:

    作者在官网中公布了另外一个函数 set_timestamp, 在这个函数里,可以我们可以写入常

    规的日期时间,然后此函数按日期存储格式(见前文)将数据整合后调用 f_utime.

    例:
FRESULT set_timestamp ( char *obj, /* Pointer to the file name */ 
int year, int month, int mday, int hour, int min, int sec 
)// 
{ 
FILINFO fno; 
fno.fdate = (WORD)(((year - 1980) * 512U) | month * 32U | mday); 
fno.ftime = (WORD)(hour * 2048U | min * 32U | sec / 2U); 
return f_utime(obj, &fno); 
} 
 res = set_timestamp("123.txt",2001,06,05,02,03,34);//修改 123.txt 时间
 Debug("%d\r\n",res); 



执行函数后,串口返回 0

在 PC 上右键属性可以看到结果如下:

在这里插入图片描述



15、获取文件大小(f_size )

使用f_size函数需要先执行f_open,因为f_size参数是FIL结构体数据,f_open才能获取到数据。

FSIZE_t f_size (
  FIL* fp   /* [IN] File object */
);

举例:

uint8_t readFileFromSdDisk(char *rdFileName,char * s)
{
	uint16_t len;
	FRESULT ffres = FR_DISK_ERR; 
	ffres = f_open(&file,rdFileName , FA_READ);
	if(FR_OK != ffres)
   {
       return FR_DISK_ERR;//关闭失败。。
   }
	len = f_size(&file);
	 
	 ffres = f_read(&file,s,len,(void *)&fnum);
	 
		  
	 ffres = f_close(&file);
	  if(FR_OK != ffres)
    {
        return FR_DISK_ERR;//关闭失败。。
    }
		f_stat(rdFileName,&fileinfo);		
		return FR_OK;	 
}

//荧光值数据写入测试
uint8_t WriteFileToSdDisk(char *wrFileName,char * s,uint16_t len,uint8_t writeTpye)
{
	 FRESULT ffres = FR_DISK_ERR; 
	 if(writeTpye==0)
	 {
		 ffres = f_open(&file,wrFileName , FA_CREATE_ALWAYS|FA_WRITE);//创建并覆盖
	 }
	 if(writeTpye==1)
		 ffres = f_open(&file,wrFileName , FA_OPEN_APPEND|FA_WRITE);//追加
	 if(FR_OK != ffres)
   {
       return FR_DISK_ERR;//关闭失败。。
   }
//	 if (f_size(&sdFil) <offset)
//		  return FR_DISK_ERR;
	 
 	 //f_lseek(&sdFil,f_size(&sdFil)-sizeof(capvalue));
	 ffres = f_write(&file, s, len, (void *)&fnum);
	 ffres = f_close(&file);
	  if(FR_OK != ffres)
    {
        return FR_DISK_ERR;//关闭失败。。
    }
		f_stat(wrFileName,&fileinfo);
		return FR_OK;
	 
}

先写到这,后面的函数,用到时再研究:

• f_forward – Forward file data to the stream directly

• f_chdir – Change current directory

• f_chdrive – Change current drive

• f_getcwd – Retrieve the current directory

• f_gets – Read a string

• f_putc – Write a character

• f_puts – Write a string

• f_printf – Write a formatted string



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