基于FatFs文件系统操作MX25L25635 应用于STM32L152单片机上

本文主要是介绍基于FatFs文件系统操作MX25L25635 应用于STM32L152单片机上，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

第一次做低功耗项目，所以选用了这块STM32L1系列单片机。感觉它在低功耗上面确实很不错，不过牺牲了高主频的条件，嗯那也是情理之中，不可能主频又高功耗又低是吧。项目需要储存数据，那时第一个会想到SD卡，于是选择贴片式的SD卡（国内有代理），然而第一版硬件调试过程中发现3.4V供电电流达到50ms，我想这样不行功耗那么高，于是一部分一部分去除，后来发现这个贴片式的SD卡静态下也需要大概40ms左右，我晕！于是开始改用MX25L25635，这个静态2ms左右，但是写的读话比较高（60ms以上）不过考虑到数据操作的不怎么频繁，也就是瞬态功耗。调试这块东西挺坎坷的，好多是第一次那么细操作去调试，因为之前直接上正点原子代码就可以了。

好了不说废话，芯片参考文档 https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/575659/MCNIX/MX25L25635FMI10G.html

简单
总结下该芯片：

1、芯片接口支持传统SPI(模式0和模式3 单线读写) ，QSPI（2线/4线读写，这个STM32就有这个接口）

2、芯片默认3字节地址命令，就是通讯时候写入一字节命令后在写三字节就是指定地址，这样就有24bits，可以寻址到芯片一半的空间（总空间256Mb=32M字节，一半就是16M字节），想全部使用的话还是使用四字节地址模式。

3、操作每一个命令都要先CS拉低完成拉高，这个你肯定会觉得那肯定啦！然而当你一个操作里面有几个命令的话呢？

4、芯片不像W25Q那样有三个状态寄存器，它只有一个。

5、写使能命令后不需要专门等待，写完成！只需要写命令后需要等待。

6、芯片只能内部只能写0，写1要擦除，也就是说你写的前提要保证写的那段空间都是0xFF，不然就需要擦除哦。

好了先调试芯片读写。本人用的是模式SPI单线的。

//默认3字节地址不需要寄存器初始化直接读出是否合理就可以了
printf("\n0x%08x\n", MX25L256_ID());
printf("\n0x%02x\n", MX25L256_ReadSR(MX25L_ReadStatusReg1));
printf("\n0x%02x\n", MX25L256_ReadSR(MX25L_ReadStatusReg3));/**
*		向Flash写入一字节数据
**/
void MX25L256_Write_Byte(u8 data)
{	u8 i;SCK_H;__NOP(); for( i=0;i<8;i++){    if(data&0x80) {MOSI_H;          /*若最高位为高，则输出高*/}else{MOSI_L;          /*若最高位为低，则输出低*/    }    __NOP();data <<= 1;SCK_L;__NOP();SCK_H;} MOSI_H; 
}
/**
*		读取Flash一字节数据
**/
u8 MX25L256_Read_Byte(void)
{u8 i ,data=0;SCK_H;__NOP();for( i=0;i<8;i++){SCK_L;__NOP();SCK_H;data <<= 1;        /*数据左移*/if(MISO){data++;          /*若从从机接收到高电平，数据自加一*/}__NOP();}return data;
}/**
*读取SPI FLASH
*在指定地址开始读取指定长度的数据
*pBuffer:数据存储区
*ReadAddr:开始读取的地址(最大32bit)
*NumByteToRead:要读取的字节数(最大65535)
**/
void MX25L256_Read(u8* pBuffer,u32 ReadAddr,u32 NumByteToRead)   
{ u32 i;NSS_L;MX25L256_Write_Byte(MX25L_ReadData);MX25L256_Write_Byte((u8)(ReadAddr>>16));MX25L256_Write_Byte((u8)(ReadAddr>>8));MX25L256_Write_Byte((u8)ReadAddr);for( i=0;i<NumByteToRead;i++){pBuffer[i]=MX25L256_Read_Byte();}NSS_H;//printf("读完成！\r\n");	
} /**
*SPI在一页(0~65535)内写入少于256个字节的数据
*在指定地址开始写入最大256字节的数据
*pBuffer:数据存储区
*WriteAddr:开始写入的地址(最大32bit)
*NumByteToWrite:要写入的字节数(最大256),该数不应该超过该页的剩余字节数!!!	 
**/
void MX25L256_Write_Page(u8* pBuffer,u32 WriteAddr,u32 NumByteToWrite)
{u32 i;u8 data;MX25L256_Write_Enable();NSS_L;MX25L256_Write_Byte(MX25L_PageProgram);MX25L256_Write_Byte((u8)(WriteAddr>>16));MX25L256_Write_Byte((u8)(WriteAddr>>8));MX25L256_Write_Byte((u8)WriteAddr);for( i=0;i<NumByteToWrite;i++){MX25L256_Write_Byte(pBuffer[i]);}NSS_H;while((MX25L256_ReadSR(MX25L_ReadStatusReg1)&0x01)==0x01);//等待写完成
}

恩核心的东西就这些，操作就可以了，命令的宏定义去看文档写的好清楚或者参看正点原子的W25Q256代码，命令操作是兼容的。

然后是挂载FatFs，之前用过正点原子SD卡挂载以为好简单，在CubeMX自动生成以为就可以。没想到。。。。

自动生成代码，在user_diskio.c 加入操作flash的驱动函数。

/*** @brief  Initializes a Drive* @param  pdrv: Physical drive number (0..)* @retval DSTATUS: Operation status*/
DSTATUS USER_initialize (BYTE pdrv           /* Physical drive nmuber to identify the drive */
)
{/* USER CODE BEGIN INIT */Stat = STA_NOINIT;MX25L256_Init();//return Stat;return ~Stat;/* USER CODE END INIT */
}/*** @brief  Gets Disk Status * @param  pdrv: Physical drive number (0..)* @retval DSTATUS: Operation status*/
DSTATUS USER_status (BYTE pdrv       /* Physical drive number to identify the drive */
)
{/* USER CODE BEGIN STATUS *///Stat = STA_NOINIT;//return Stat;return RES_OK;/* USER CODE END STATUS */
}/*** @brief  Reads Sector(s) * @param  pdrv: Physical drive number (0..)* @param  *buff: Data buffer to store read data* @param  sector: Sector address (LBA)* @param  count: Number of sectors to read (1..128)* @retval DRESULT: Operation result*/
DRESULT USER_read (BYTE pdrv,      /* Physical drive nmuber to identify the drive */BYTE *buff,     /* Data buffer to store read data */DWORD sector,   /* Sector address in LBA */UINT count      /* Number of sectors to read */
)
{/* USER CODE BEGIN READ */for(;count>0;count--){MX25L256_Read(buff,sector*SPI_FLASH_SECTOR_SIZE,SPI_FLASH_SECTOR_SIZE);sector++;buff+=SPI_FLASH_SECTOR_SIZE;}return RES_OK;/* USER CODE END READ */
}/*** @brief  Writes Sector(s)  * @param  pdrv: Physical drive number (0..)* @param  *buff: Data to be written* @param  sector: Sector address (LBA)* @param  count: Number of sectors to write (1..128)* @retval DRESULT: Operation result*/
#if _USE_WRITE == 1
DRESULT USER_write (BYTE pdrv,          /* Physical drive nmuber to identify the drive */const BYTE *buff,   /* Data to be written */DWORD sector,       /* Sector address in LBA */UINT count          /* Number of sectors to write */
)
{ /* USER CODE BEGIN WRITE *//* USER CODE HERE */for(;count>0;count--){										    MX25L256_Write((u8*)buff,sector*SPI_FLASH_SECTOR_SIZE,SPI_FLASH_SECTOR_SIZE);//MX25L256_Write_Page((u8*)buff,sector*SPI_FLASH_SECTOR_SIZE,SPI_FLASH_SECTOR_SIZE);sector++;buff+=SPI_FLASH_SECTOR_SIZE;}return RES_OK;/* USER CODE END WRITE */
}
#endif /* _USE_WRITE == 1 *//*** @brief  I/O control operation  * @param  pdrv: Physical drive number (0..)* @param  cmd: Control code* @param  *buff: Buffer to send/receive control data* @retval DRESULT: Operation result*/
#if _USE_IOCTL == 1
DRESULT USER_ioctl (BYTE pdrv,      /* Physical drive nmuber (0..) */BYTE cmd,       /* Control code */void *buff      /* Buffer to send/receive control data */
)
{/* USER CODE BEGIN IOCTL */DRESULT res = RES_ERROR;switch(cmd){case CTRL_SYNC:res = RES_OK; break;	 case GET_SECTOR_SIZE:*(WORD*)buff = SPI_FLASH_SECTOR_SIZE;res = RES_OK;break;	 case GET_BLOCK_SIZE:*(WORD*)buff = SPI_FLASH_BLOCK_SIZE;res = RES_OK;break;	 case GET_SECTOR_COUNT:*(DWORD*)buff = SPI_FLASH_SECTOR_COUNT;res = RES_OK;break;default:res = RES_PARERR;break;}return res;/* USER CODE END IOCTL */
}[点击并拖拽以移动]

文件前面宏定义扇区和块数目。

主函数，注意flash一开始是没有文件系统的，所以第一次挂载是返回FR_NO_FILESYSTEM，然后就让它重刷整个盘，在自己制作文件系统写入对应的位置就好了。f_mkfs("0:", 0, 0);这个过程需要好久哦，因为主频本来就低还有是单总线的写入，同时芯片自身正片刷0xFF需要一分多钟。

MX_FATFS_Init();res = f_mount(&fs, "0:", 1);    /* Mount a logical drive */res = f_mkfs("0:", 0, 0);if(res != FR_OK){if(res == FR_NO_FILESYSTEM){printf("f_mount 没有文件系统,开始格式化spi-flash\r\n");res = f_mkfs("0:", 0, 0);printf("SD卡成功格式化！\r\n");//格式化后先取消挂载res = f_mount(NULL, "0:", 1);//再重新挂载res = f_mount(&fs, "0:", 1);if(res != FR_OK){printf("f_mkfs 格式化失败，err = %d\r\n", res);while(1);}else{printf("格式化成功，开始重新挂载spi-flash\r\n");res = f_mount(&fs, "0:", 1);if(res != FR_OK){printf("f_mount 发生错误，err = %d\r\n", res);}else printf("spi-flash文件系统挂载成功\r\n");}}else{printf("f_mount 发生其他错误，err = %d\r\n", res);while(1);}}else printf("spi-flash文件系统挂载成功\r\n");

可以接下来读操作下（文件没有的话自己创建，读是从起始位置读）：

res=f_open(&file,"0:hello.txt",FA_OPEN_ALWAYS|FA_READ);if(res==FR_OK){f_lseek(&file,0);res = f_read (&file, ReadBuffer, 50, &Br);if(res == FR_OK)	{printf("%s",ReadBuffer);printf("读取成功=%d",res);}else{printf("读取失败=%d",res);}f_close(&file);	//记得一定要关闭文件}else{printf("\n打开文件失败！错误代码：%02x \n",res);}memset(ReadBuffer,0,100);

写入操作

res=f_open(&file,"0:hello.txt",FA_OPEN_ALWAYS|FA_WRITE);if(res==FR_OK){f_lseek(&file,f_size(&file));res = f_write (&file, USART_RX_BUF1, USART_RX_STA1, &Bw);if(res == FR_OK)	{printf("\n写入完毕！\n");}else{printf("写入失败=%d",res);}f_close(&file);	//记得一定要关闭文件}else{                    printf("\n打开文件失败！ 错误代码：%02x \n",res);}

好了基本上这样。然而上述虽然可以成功，但是他的速度真的慢啊，因为我单片机主频是1.5Mhz，本来不用文件系统读还算接受的了，用了直接无语了。所以后期改用四线QSPI模式，不使用文件系统操作，项目只需写入基本数据，读出来就可以了。这个过程也让我了解到开发文件系统和flash一些要点。

过程中问题：

1、不使能 FS_Tiny的话会编译出现没空间的错误。

2、改栈空间大小如下，因为文件系统好多局部数组比较大的。