【試用報(bào)告】STM32與RT-Thread的完美結(jié)合：SD卡操作的順暢體驗(yàn)！

本篇將介紹——如何在正點(diǎn)原子STM32探索者V3開發(fā)板上使用RT-Thread的SDIO驅(qū)動(dòng)和FATFS文件系統(tǒng)組件實(shí)現(xiàn)SD卡上的文件讀寫。

開始本篇實(shí)驗(yàn)前，需要搭建RT-Thread開發(fā)環(huán)境，可以參考我之前的帖子：【正點(diǎn)原子STM32探索者V3開發(fā)板體驗(yàn)】體驗(yàn)RT-Thread 5.0.0版本

在正點(diǎn)原子STM32探索者V3開發(fā)板上使用RT-Thread驅(qū)動(dòng)SD卡實(shí)現(xiàn)文件讀寫只需要三步：

• 配置FATFS和SDIO功能

• 編譯項(xiàng)目代碼

• 燒錄程序到開發(fā)板

對，你沒看錯(cuò)，不用寫代碼，只需要改改配置，編譯、燒錄、運(yùn)行就可以了！

1.1 準(zhǔn)備好開發(fā)板和SD卡

開始本篇實(shí)驗(yàn)之前，需要準(zhǔn)備一個(gè)MicroSD卡，我這里準(zhǔn)備的是一個(gè)32G的閃迪卡：

1.2 創(chuàng)建RT-Thread項(xiàng)目

和上一篇文章類似，首先打開RT-Thread Env工具， 并跳轉(zhuǎn)到rt-thread源碼的bsp/stm32/stm32f407-atk-explorer子目錄。

然后，使用如下scons命令，創(chuàng)建RT-Thtread項(xiàng)目：

（左右移動(dòng)查看全部內(nèi)容）

如下圖所示：

注：如果已有RT-Thread項(xiàng)目，則可以跳過此步驟。

該命令執(zhí)行完成后，就可以看到創(chuàng)建的目錄和文件了：

其中，rtt_sdio.uvprojx即為剛剛scons命令生成的Keil項(xiàng)目文件。

PS：這個(gè)以RT-Thread Env工具為例，對RT-Thread進(jìn)行配置，如果是使用RT-Thread Studio創(chuàng)建項(xiàng)目，進(jìn)行配置也是類似的。

2.1 打開文件系統(tǒng)相關(guān)配置

RT-Thread Env命令行窗口跳轉(zhuǎn)到項(xiàng)目所在目錄后，執(zhí)行meuconfig命令并回車，打開配置界面：

常用操作說明：

• 上下鍵，移動(dòng)光標(biāo)

• 回車鍵，進(jìn)入配置項(xiàng)

• ESC鍵，退出當(dāng)前配置，返回上一級配置

• 空格鍵，選中或取消光標(biāo)所在配置項(xiàng)

• “/”鍵，搜索界面

在 Hardware Drivers Config -> Onboard Periopheral Drivers 配置中，選中 Enable File System：

PS：該配置項(xiàng)選（BSP_USING_FS）中后，會自動(dòng)選中RT_USING_DFS和RT_USING_DFS_ROMFS配置項(xiàng)。

2.2 打開SD卡相關(guān)配置

選中 Hardware Drivers Config -> Onboard Periopheral Drivers -> Enable File System （BSP_USING_FS）配置項(xiàng)后，繼續(xù)回車：

選中Enable SDCARD配置項(xiàng)目，如上圖所示。

然后左右移動(dòng)底部光標(biāo)到Save菜單上，回車保存，提示保存為.config：

回車后，彈出提示說配置已寫入到.config了：

敲回車，界面將會返回配置界面。

此時(shí)，我們的對項(xiàng)目配置的修改已經(jīng)保存到.config文件了，我們只需要連續(xù)按ESC鍵即可退出配置界面。

2.3 打開RTC配置

類似的，找到并打開如下配置項(xiàng)：

該配置項(xiàng)用于打開RTC功能，以實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能（PS：文件系統(tǒng)需要計(jì)時(shí)功能）。

2.4 重新生成Keil項(xiàng)目文件

由于剛剛我們修改了配置項(xiàng)，開啟了文件系統(tǒng)和SD卡相關(guān)的配置項(xiàng)目，需要重新生成Keil項(xiàng)目文件，才能正常編譯成功。

在當(dāng)前項(xiàng)目目錄中，使用如下命令，重新生成Keil項(xiàng)目文件：

（左右移動(dòng)查看全部內(nèi)容）

如下圖所示：

3.1 編譯項(xiàng)目

由于我安裝的是Keil 5.37，需要先切換默認(rèn)便器才可以正常編譯通過。

切換默認(rèn)編譯器，具體操作為：

在彈出的Options for Target - rt-thread界面中，下拉ARM Compiler，選擇Use default compiler version 6，即使用默認(rèn)的版本6編譯器；

點(diǎn)擊底部的OK，確認(rèn)。

修改完默認(rèn)編譯器后，點(diǎn)擊編譯圖標(biāo)（或者按快捷鍵F7進(jìn)行編譯），將會開始編譯：

編譯完成后，Build Output將會看到：

有一個(gè)Error，重新編譯一下，可以直接看得清楚，不用往回找是哪個(gè)文件編譯報(bào)錯(cuò)：

報(bào)錯(cuò)信息說：

• board/ports/drv_filesystem.c文件中，聲明變量romfs_root為static，

• rt-thread/components/dfs/filesystems/romfs\dfs_romfs.h文件中，聲明變量romfs_root為非static，

前后聲明不一致，導(dǎo)致報(bào)錯(cuò)，解決方法很簡單， 將drv_filesystem.c中的static去掉即可 。

修改后，再次重新編譯，就可以編譯通過了：

3.2 下載程序

編譯成功后，我們需要將生成的二進(jìn)制程序代碼文件燒錄到開發(fā)板上。

開始測試之前，我們需要先將MicroSD卡插入開發(fā)板（建議斷電操作，PC端先斷開）：

插入SD卡后，檢查開發(fā)板和PC之間的USB線和JTAG調(diào)試器連接。

由于我使用的是JLink調(diào)試器，因此還需要修改項(xiàng)目的調(diào)試器設(shè)置（Keil項(xiàng)目默認(rèn)的調(diào)試器設(shè)置是ULINK）。

修改Keil項(xiàng)目的調(diào)試設(shè)置，具體操作如下（這里以JLink為例）：

這里，我修改了Port為SW，代表使用SWD接口（JTAG也可以），Max表示最大時(shí)鐘信號頻率，修改為50M下載速度更快。

看到成功識別了 ARM CoreSight JTAG-DP，說明JLINK調(diào)試器已經(jīng)成功識別到主控芯片了。

最后點(diǎn)擊確定，回到Options for Target - Blinky界面，點(diǎn)擊OK，保存設(shè)置；

以上準(zhǔn)備就緒后，在Keil中，點(diǎn)擊Download按鈕（或者F8快捷鍵），開始下載程序到開發(fā)板：

3.3 運(yùn)行程序

燒錄完成后，連接串口，輸入help命令回車可以看到：

可以看到文件系統(tǒng)相關(guān)的操作命令：

• mkfs，可以用于創(chuàng)建文件系統(tǒng)

• mount，可以用于掛載文件系統(tǒng)

• umount，可以用于卸載文件系統(tǒng)

還有文件相關(guān)的操作命令：

• cp，拷貝文件

• mv，移動(dòng)或重命名文件

• cat，顯示文件內(nèi)容

• echo，可用于創(chuàng)建或?qū)懭胛募?/p>

燒錄完成后，我們就可以在RT-Thread的msh環(huán)境中愉快地操作SD卡了。

4.1 查看設(shè)備

輸入list device命令并回車，可以查看設(shè)備：

這里sd0為分區(qū)，后續(xù)會對他進(jìn)行操作。

4.2 格式化SD卡

初次使用的SD卡，可能沒有文件系統(tǒng)，或者文件系統(tǒng)不是FAT格式的，需要將SD卡格式化為FAT文件系統(tǒng)，后續(xù)才能掛載成功。

注意：格式化操作會導(dǎo)致SD卡上已有數(shù)據(jù)全部丟失；因此，在執(zhí)行格式化操作前，請確認(rèn)SD卡上沒有重要數(shù)據(jù)，或者你已對SD卡上的重要數(shù)據(jù)進(jìn)行了備份。

mkfs命令用法：

接下來，我們可以通過mkfs命令對SD卡進(jìn)行格式化：

mkfs執(zhí)行會持續(xù)一段時(shí)間，請耐心等待（具體因不同SD卡容量和速度等級而異，我的32GB卡消耗了幾秒鐘）。

4.3 掛載文件系統(tǒng)

接下來，我們可以在串口終端內(nèi)使用mount命令將SD卡掛載到根目錄：

mount -h可以查看mount命令的用法：

另外需要注意的是，fstype參數(shù)使用的是elm（這里的elm實(shí)際就是FATFS）。

4.4 簡單的文件讀寫測試

前面提到echo命令比較特殊，可以寫文件，接下來使用echo寫文件，cat讀文件，ls查看文件：

這里使用了ls、echo、cat命令，進(jìn)行了文件讀寫操作。

4.5 簡單的目錄操作測試

接下來，進(jìn)行簡單的目錄操作演示。

這里首先使用了pwd查看當(dāng)前工作目錄，然后演示了ls、mkdir、cd命令；

如果你是對RT-Thread了解不多的朋友，看到這里可能會非常驚奇——在一個(gè)可以運(yùn)行在單片機(jī)的RTOS上，居然可以這么方便的進(jìn)行文件系統(tǒng)、目錄、文件操作。

可以看到，在基于RT-Thread系統(tǒng)的項(xiàng)目中，我們沒有添加任何代碼，就可以實(shí)現(xiàn)SD卡進(jìn)行文件系統(tǒng)和件相關(guān)操作。這是因?yàn)镽T-Thread系統(tǒng)正點(diǎn)原子STM32探索者V3開發(fā)板的BSP中已經(jīng)支持了SDIO功能，另外RT-Thread系統(tǒng)本身包含了SDIO驅(qū)動(dòng)框架、FATFS支持，以及相關(guān)的命令。因此，我們可以在shell中非常方便的進(jìn)行文件系統(tǒng)相關(guān)操作，以及文件相關(guān)操作。

參考鏈接

• RT-Thread Env工具下載：https://www.rt-thread.org/download.html#download-rt-thread-studio

• RT-Thread Env 用戶手冊：https://www.rt-thread.org/document/site/#/development-tools/env/env

• RT-Thread 5.0.0 發(fā)布聲明：https://mp.weixin.qq.com/s/x9Sb3hc_GxV5VYfagGKhcA

• RT-Thread RTC設(shè)備文檔：https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/programming-manual/device/rtc/rtc

• RT-Thread 虛擬文件系統(tǒng)：https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/programming-manual/filesystem/filesystem