FATFS

FATFS是一个完全免费开源的FAT 文件系统模块，专门为小型的嵌入式系统而设计。它完
全用标准C 语言编写，所以具有良好的硬件平台独立性，可以移植到8051、PIC、AVR、SH、
Z80、H8、ARM 等系列单片机上而只需做简单的修改。它支持FATl2、FATl6 和FAT32，支持
多个存储媒介；有独立的缓冲区，可以对多个文件进行读／写，并特别对8 位单片机和16 位
单片机做了优化。 
FATFS的特点有： 
  Windows兼容的FAT文件系统（支持FAT12/FAT16/FAT32） 
  与平台无关，移植简单 
  代码量少、效率高 
  多种配置选项 
  支持多卷（物理驱动器或分区，最多10个卷） 
  多个ANSI/OEM代码页包括DBCS 
  支持长文件名、ANSI/OEM或Unicode 
  支持RTOS 
  支持多种扇区大小 
  只读、最小化的API和I/O 缓冲区等 
FATFS的这些特点，加上免费、开源的原则，使得FATFS应用非常广泛。FATFS模块的层
次结构如图45.1.1 所示： 
应

最顶层是应用层，使用者无需理会FATFS 的内部结构和复杂的FAT 协议，只需要调用
FATFS模块提供给用户的一系列应用接口函数，如f_open，f_read，f_write 和f_close等，就可
以像在PC 上读／写文件那样简单。 
中间层FATFS模块，实现了FAT 文件读／写协议。FATFS模块提供的是ff.c和ff.h。除非
有必要，使用者一般不用修改，使用时将头文件直接包含进去即可。 
需要我们编写移植代码的是FATFS模块提供的底层接口，它包括存储媒介读／写接口（disk 
I/O）和供给文件创建修改时间的实时时钟。 
FATFS的源码，大家可以在：http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html  这个网站下载到，目
前最新版本为R0.09a。本章我们就使用最新版本的的FATFS作为介绍，下载最新版本的FATFS
软件包，解压后可以得到两个文件夹：doc和src。doc里面主要是对FATFS的介绍，而src里面才是我们需要的源码。 
其中，与平台无关的是： 
ffconf.h      FATFS模块配置文件 
ff.h        FATFS和应用模块公用的包含文件 
ff.c        FATFS模块 
diskio.h      FATFS和disk I/O模块公用的包含文件 
interger.h     数据类型定义 
option      可选的外部功能（比如支持中文等） 
与平台相关的代码（需要用户提供）是： 
diskio.c      FATFS和disk I/O模块接口层文件 
FATFS模块在移植的时候，我们一般只需要修改2个文件，即ffconf.h和diskio.c。FATFS
模块的所有配置项都是存放在ffconf.h 里面，我们可以通过配置里面的一些选项，来满足自己
的需求。接下来我们介绍几个重要的配置选项。 

1）_FS_TINY。这个选项在R0.07版本中开始出现，之前的版本都是以独立的C文件出现
（FATFS和Tiny  FATFS），有了这个选项之后，两者整合在一起了，使用起来更方便。我们使
用FATFS，所以把这个选项定义为0即可。 
2）_FS_READONLY。这个用来配置是不是只读，本章我们需要读写都用，所以这里设置
为0即可。 
3）_USE_STRFUNC。这个用来设置是否支持字符串类操作，比如f_putc，f_puts等，本章
我们需要用到，故设置这里为1。 
4）_USE_MKFS。这个用来定时是否使能格式化，本章需要用到，所以设置这里为1。 
5）_USE_FASTSEEK。这个用来使能快速定位，我们设置为1，使能快速定位。 
6）_CODE_PAGE。这个用于设置语言类型，包括很多选项（见FATFS 官网说明），我们
这里设置为936，即简体中文（GBK码，需要c936.c文件支持，该文件在option文件夹）。 
7）_USE_LFN。该选项用于设置是否支持长文件名（还需要_CODE_PAGE支持），取值范
围为0~3。0，表示不支持长文件名，1~3是支持长文件名，但是存储地方不一样，我们选择使
用3，通过ff_memalloc函数来动态分配长文件名的存储区域。 
8）_VOLUMES。用于设置FATFS支持的逻辑设备数目，我们设置为2，即支持2个设备。 
9）_MAX_SS。扇区缓冲的最大值，一般设置为512。 
其他配置项，我们这里就不一一介绍了，FATFS的说明文档里面有很详细的介绍，大家自
己阅读即可。下面我们来讲讲FATFS的移植，FATFS的移植主要分为3步： 
①  数据类型：在integer.h 里面去定义好数据的类型。这里需要了解你用的编译器的数 
据类型，并根据编译器定义好数据类型。 
②  配置：通过ffconf.h配置FATFS的相关功能，以满足你的需要。 
③  函数编写：打开diskio.c，进行底层驱动编写，一般需要编写6 个接口函数，如

通过以上三步，我们即可完成对FATFS的移植。 
  第一步，我们使用的是MDK3.80a编译器，器数据类型和integer.h 里面定义的一致，所以
此步，我们不需要做任何改动。 
  第二步，关于ffconf.h里面的相关配置，我们在前面已经有介绍（之前介绍的9个配置），
我们将对应配置修改为我们介绍时候的值即可，其他的配置用默认配置。 
第三步，因为FATFS模块完全与磁盘I/O 层分开，因此需要下面的函数来实现底层物理磁
盘的读写与获取当前时间。底层磁盘I/O 模块并不是FATFS的一部分，并且必须由用户提供。
这些函数一般有6个，在diskio.c里面。 
首先是disk_initialize函数,

第二个函数是disk_status函数,

第三个函数是disk_read函数,

第四个函数是disk_write函数,

第五个函数是disk_ioctl函数，

最后一个函数是get_fattime函数.

以上六个函数，我们将在软件设计部分一一实现。通过以上3 个步骤，我们就完成了对
FATFS的移植，就可以在我们的代码里面使用FATFS了。 
  FATFS提供了很多API函数，这些函数FATFS的自带介绍文件里面都有详细的介绍(包括
参考代码)，我们这里就不多说了。这里需要注意的是，在使用FATFS的时候，必须先通过f_mount
函数注册一个工作区，才能开始后续API的使用，关于FATFS的介绍，我们就介绍到这里。大
家可以通过FATFS自带的介绍文件进一步了解和熟悉FATFS的使用.