一、SPI-Flash芯片硬件电路

二、CubeMX项目基础设置

1、RCC、SYS、Code Generator、USART6、NVIC

2、RTC

3、SPI2

4、GPIO

5、FatFS模式

6、FatFS参数设置概述

（1）Version组

（2）Function Parameters组

1）参数FS_READONLY

2）参数S_MINIMIZE

3）参数USE_STRFUNC

（3）Locale and Namespace Parameters组

1）参数USE_LFN

2）参数STRF_ENCODE

3）参数FS_RPATH

（4）Physical Driver Parameters组

（5）System Parameters组

1）参数FS_NORTC

2）参数FS_REENTRANT

三、项目FatFS的文件组成及详细分析

1、main()的初始化代码

2、文件fatfs.h和fatfs.c

3、文件user_diskio.h和user_diskio.c

4、文件ff_gen_drv.h和ff_gen_drv.c

5、文件diskio.h和diskio.c

本文以开发板上的SPI-Flash芯片W25Q16为媒介详细介绍CubeMX中FatFS各个参数的意义和设置，分析生成的代码中FatFS各个文件的作用和关联，完成针对W25Q16的硬件访问层的移植。

继续使用旺宝红龙开发板STM32F407ZGT6 KITV1.0。相关原理图如下：

一、SPI-Flash芯片硬件电路

开发板上有一个SPI-Flash存储芯片W25Q16，它与STM32F407的SPI2接口连接，W25Q16总容量是2M字节，存储空间参数如下。

总共32个块(block)，每个块64KB。
每个块又分为16个扇区，共512个扇区，每个扇区4KB。
每个扇区又分为16个页(page)，共8192个页，每个页256B。

二、CubeMX项目基础设置

本文创建一个示例针对SPI-Flash存储芯片W25Q16进行FatFS移植，使用FatFS进行文件读写等操作。此外，使用RTC为FatFS提供时间戳数据。

1、RCC、SYS、Code Generator、USART6、NVIC

参数设置可以本文作者发布的其他文章文章。

2、RTC

启用RTC的时钟源和日历，设置初始日期和时间，其他功能无须开启。在示例中读取RTC的当前日期和时间。
在RCC组件中启用LSE，在时钟树上，使用LSE作为RTC的时钟源。

3、SPI2

设置HCLK为168MHz，PCLK1的频率为42MHz，SPI2是挂在APB1总线上的，这样是为方便计算SPI2的波特率。
SPI2的模式设置为Full-Duplex Master，不使用硬件NSS信号，分频系数(Prescaler)设置为8，波特率为5.25Mbit/s。数据传输是MSB先行，CPOL和CPHA的组合是SPI时序模式3。

4、GPIO

5、FatFS模式

模式设置就是选择FatFS应用的存储介质，有以下4个选项。

External SRAM，外部SRAM存储器。例如，开发板上有一个外部SRAM芯片IS62WV51216，可以将此芯片的一部分或全部存储区域用作文件系统，使用FatFS管理SRAM上的文件，实现内存上的高速文件读写。
SD Card，SD卡。此项需要启用SDIO接口后才可以选择。
USB Disk，U盘。需要将USB-OTG-FS或USB-OTG-HS组件的模式设置为Host-Only(仅作为主机)，并且将Middleware分组中的USB_HOST组件的IP类型设置为MassStorage Host Class(大容量存储主机类)之后，此项才可以选择。
User-defined，用户定义器件。除以上3项之外的其他存储介质，例如，开发板上连接在SPI2接口上的Flash存储芯片W25Q16。

使用前3种存储介质时，CubeMX生成的代码里有FatFS完整的移植程序，因此用户无须再编程实现硬件层的Disk IO函数。使用用户定义器件时，CubeMX生成的代码里有FatFS移植代码框架，用户需要自己编程实现器件的Disk IO函数。本文的示例使用的存储介质是连接在SPI2接口上的Flash存储芯片W25Q16属于用户定义器件。通过这个示例，详细地了解FatFS程序移植的原理。

6、FatFS参数设置概述

设置FatFS参数。这些参数分为多个组，大多数与FatFS配置文件ffconf.h中的宏定义对应，用于设置FatFS的一些参数，以及进行功能裁剪。

（1）Version组

只有一个参数，显示了FatFS的版本。图中显示的版本为R0.12c。

（2）Function Parameters组

用于配置是否包含某些函数，就是FatFS的功能裁剪。

Function Parameters组参数，第一列是参数名称，对应于源文件中的宏，宏的名称就是参数名称前加“_”，例如，参数FS_READONLY对应的宏是_FS_READONLY，参数USE_FIND对应的宏是_USE_FIND。第二列是参数值，这些参数一般是逻辑值，Disabled表示设置为0，Enabled表示设置为1。

这些参数有的用于定义系统的特性，如FS_MINIMIZE定义系统最小化级别，会影响多个函数；有的用于裁剪某个功能，可同时影响多个函数，如USE_FIND影响函数f_findfirst()和f_findnext()；有的参数只影响一个函数，如USE_CHMOD只控制是否使用函数f_chmod()。

参数	默认值	可设置内容和影响的函数
FS_READONLY	Disabled	只能设置为Disabled，表示不使用只读功能
FS_MINIMIZE	Disabled	最小化级别，可设置为0、1、2、3等4种级别
USE_STRFUNC	2	是否使用字符串函数，可设置为0、1或2
USE_FIND	Disabled	是否使用查找函数f_findfirst()和f_findnext()
USE_MKFS	Enabled	是否使用函数f_mkfs()
USE_FASTSEEK	Enabled	是否使用快速寻找功能，无具体影响函数
USE_EXPAND	Disabled	是否使用函数f_expand()
USE_CHMOD	Disabled	是否使用函数f_chmod()
USE_LABEL	Disabled	是否使用获取和设置卷标签的函数f_getlable()和f_setlabel()
USE_FORWARD	Disabled	是否使用函数f_forward()

1）参数FS_READONLY

在CubeMX中，参数FS_READONLY只能设置为Disabled，表示不使用只读功能。若在代码中设置_FS_READONLY为1，表示系统为只读系统，将移除用于写操作的函数，包括f_write()、f_sync()、f_unlink()、f_mkdir()、f_chmod()、f_rename()和f_truncate()，并且函数f_getfree()将变得无用。

2）参数S_MINIMIZE

参数S_MINIMIZE设置系统的最小化级别，有如下4种选项。

Disabled：对应级别0，启用所有基本函数。
Enabled with 6 functions removed：对应级别1，移除函数f_stat()、f_getfree()、f_unlink()、f_mkdir()、f_truncate()和f_rename()。
Enabled with 9 functions removed：对应级别2，在级别1的基础上，再移除函数f_opendir()、f_readdir()和f_closedir()。
Enabled with 10 functions removed：对应级别3，在级别2的基础上，再移除函数f_lseek()。

3）参数USE_STRFUNC

参数USE_STRFUNC设置是否使用字符串相关函数，以及如何使用，有如下3种选项。

Disabled：对应值0，不使用字符串相关的函数，如f_gets()、f_putc()、f_puts()等。
Enabled without LF->CRLF conversion：对应值1，使用字符串相关函数，但不使用LF->CRLF转换。
Enabled with LF->CRLF conversion:对应值2，使用字符串相关函数，并且使用LF->CRLF转换，也就是字符串中的'\n'会被转换为\r¹+'n'。

（3）Locale and Namespace Parameters组

本地化和名称空间参数，例如，设置代码页、是否使用长文件名等。

参数	默认值	可设置内容和功能描述
CODE_PAGE	Latin 1	设置目标系统上使用的OEM编码页，编码页如果选择不正常，可能导致打开文件失败。如果要支持中文，应该选择Simplified Chinese (DBCS),对应的_CODE_PAGE参数值是936
USE_LFN	Disabled	是否使用长文件名(LFN)
MAX_LFN	255	设定值范围为12至255,是LFN的最大长度
LFN_UNICODE	ANSI/OEM	是否将FatFS API中的字符编码切换为Unicode。当USE_LFN设置为 Enabled时， LFN_UNICODE才可以设置为1(Unicode)。当USE_LFN 设置为Disabled时， LFN_UNICODE只能设置为ANSI/OEM
STRF_ENCODE	UTF-8	启用Unicode后，FatFSAPI中的字符编码都需要转换为Unicode。这个参数用于选择字符串操作相关函数在读写文件时使用的编码
FS_RPATH	Disabled	是否使用相对路径，以及使用相对路径时的特性

1）参数USE_LFN

参数USE_LFN控制是否使用LFN(Long File Name，长文件名)，有如下4种选项。

0=Disabled：不使用LFN，参数MAX_LFN无影响。
1=Enable LFN with static working buffer on the BSS：使用LFN，且使用BSS段的静态工作缓冲区。这种情况下，LFN工作缓冲区是BSS段上的静态变量，总是不可重入的，即不是线程安全的。
2=Enable LFN with dynamic working buffer on the STACK：使用LFN，且在栈空间为LFN分配动态工作缓冲区。
3=Enable LFN with dynamic working buffer on the HEAP：使用LFN，且在堆空间为LFN分配动态工作缓冲区。

要使用LFN功能，请务必将处理Unicode的函数ff_convert()和f_wtoupper()添加到项目中。LFN工作缓冲区占用(MAX_LFN+1)×2字节。当使用栈空间作为LFN工作缓冲区时，要注意栈溢出问题。使用堆空间作为LFN工作缓冲区时，需要将内存管理函数ff_memalloc()和ff_memfree()添加到项目中。

如果不使用LFN，即参数USE_LFN设置为Disabled时，不含后缀的文件名的长度不能超过8个ASCII字符，后缀为3个ASCII字符。如果在嵌入式设备上使用LFN，最好也不要在文件名中使用汉字，即LFN_UNICODE不要设置为Unicode，而是设置为ANSI/OEM。本示例暂时不使用LFN，所以将USE_LFN设置为Disabled。但是FatFS需要能支持中文，所以CODE_PAGE设置为Simplified Chinese(DBCS)。

2）参数STRF_ENCODE

参数STRF_ENCODE用于设置字符串的编码。当LFN_UNICODE设置为0(ANSI/OEM)时，这个参数无效。当LFN_UNICODE设置为1(Unicode)时，FatFS API中的字符编码都需要转换为Unicode。这个参数用于选择字符串操作相关函数，如f_gets()、f_putc()、f_puts()、f_printf()等，在读写文件时使用的编码，有如下几种选项。

0=ANSI/OEM。
1=UTF-16LE。
2=UTF-16BE。
3=UTF-8。

其中，UTF-8是最常用的汉字编码，需要使用汉字时，就将此参数设置为UTF-8。

3）参数FS_RPATH

参数FS_RPATH用于设置是否使用相对路径，以及使用相对路径时的特性，有如下3种选项。

0=Disabled，不使用相对路径，移除相关函数。
1=Enabled without f_getcwd，使用相对路径，可使用函数f_chdrive()和f_chdir()。
2=Enabled with f_getcwd，在选项1的基础上，增加可使用函数f_getcwd()。

读取目录的函数f_readdir()的返回结果与此选项有关。

（4）Physical Driver Parameters组

物理驱动器参数，包括卷的个数、扇区大小等。

参数	默认值	可设置内容和功能描述
VOLUMES	1	使用的逻辑驱动器的个数，设置范围为1～9
MAX_SS	512	最大扇区大小(字节数)，只能设置为512、1024、2048或4096，比如使用的Flash存储芯片W25Q128的扇区大小为4096字节，所以设置为4096。当MAX_SS大于512时，在disk_ioctl()函数中需要实现GET_SECTOR_SIZE指令
MIN_SS	512	最小扇区大小(字节数),只能设置为512、1024、2048或4096
MULTI_PARTITION	Disabled	设置为Disabled时，每个卷与相同编号的物理驱动器绑定，只会挂载第一个分区。设置为Enabled时，每个卷与分区表VolToPart[]关联
USE_TRIM	Disabled	是否使用ATA_TRIM特性。要想使用Trim特性，需要在disk_ioctl() 函数中实现CTRL_TRIM指令
FS_NOFSINFO	0	参数取值为0、1、2或3，它设置了函数f_getfree()的运行特性

FatFS可以支持多个卷，这多个卷可以是多个不同的存储介质，例如，一个嵌入式设备上同时有Flash存储芯片和SD卡。存储介质的扇区大小是固定的，但不同存储介质的扇区大小不一样，例如，SD卡的扇区大小是512字节，而Flash存储芯片W25Q16的扇区大小是4096字节。

参数FS_NOFSINFO是两位二进制的数[bit1,bit0]，组成的参数值是0、1、2或3，用于设置函数f_getfree()的运行特性。函数f_getfree()用于获取一个卷的剩余簇个数。如果bit0=0，在卷挂载后，首次执行函数f_getfree()时，会强制进行完整的FAT扫描，得到的剩余簇个数会记录到返回的FATFS对象的free_clst变量中，bit1根据bit0的设置控制最后分配的簇编号，也就是结构体FATFS中的成员变量last_clst。结构体FATFS中的成员变量free_clst和last_clst称为FSINFO，也就是剩余空间信息(free space information)。

bit0=0：使用FSINFO中的剩余簇个数，即成员变量free_clst。
bit0=1：不要相信FSINFO中的剩余簇个数，因为不会进行完全的FAT扫描。
bit1=0：使用FSINFO中的最后分配簇编号，即成员变量last_clst。
bit1=1：不要相信FSINFO中的最后分配簇编号。

参数FS_NOFSINFO影响f_getfree()的运行效果。在后面的示例中，我们会讲到如何用函数f_getfree()获取存储介质空间信息。

（5）System Parameters组

系统参数，一些系统级的参数定义，如是否支持exFAT文件系统。在设置参数时，用户可以单击参数设置界面右上方的显示描述信息的小按钮，这样就可以让每个参数的描述信息显示出来，例如参数设置的数值范围等。

System Parameters组参数用于设置FatFS的一些系统级别信息。

参数	默认值	可设置内容和功能描述
FS_TINY	Disabled	微小缓冲区模式，如果设置为Enabled，每个文件对象(FIL)可减少内存占用512字节
FS_EXFAT	Disabled	是否支持exFAT文件系统，当_USE_LFN设置为0时，这个参数只能设置为Disabled
FS_NORTC	Dynamic timestamp	如果系统有RTC提供实时的时间，就设置为Dynamic timestamp;如果系统没有RTC提供实时的时间，就设置为Fixed timestamp
FS_REENTRANT	Disabled	设置FatFS的可重入性，在CubeMX里如果没有启用FreeRTOS,这个参数只能设置为Disabled,如果启用了FreeRTOS，这个参数只能设置为Enabled
FS_TIMEOUT	1000	超时设置，单位是节拍数。FS_REENTRANT设置为Disabled时，这个参数无效
FS_LOCK	2	如果要启用文件锁定功能，设定FS_LOCK的值大于或等于1，表示可同时打开的文件个数。设定值范围为0～255

1）参数FS_NORTC

参数FS_NORTC用于设置是否有RTC为FatFS提供时间戳。如果系统有RTC提供实时的时间，就设置为Dynamic timestamp，在移植时，实现硬件层访问函数get_fattime()，读取RTC的当前时间作为文件的时间戳。如果系统没有RTC提供实时的时间，就设置为Fixedtimestamp，会出现NORTC_YEAR(年)、NORTC_MON(月)和NORTC_MDAY(日)这3个参数，用于设置一个固定的时间戳数据。

2）参数FS_REENTRANT

参数FS_REENTRANT用于设置FatFS的可重入性。可重入性表示是否线程安全，在使用RTOS时，才有可重入性问题。所以，在CubeMX里如果没有启用FreeRTOS，这个参数只能设置为Disabled；如果启用了FreeRTOS，这个参数只能设置为Enabled。

如果FS_REENTRANT设置为Enabled，会出现参数SYNC_t和USE_MUTEX。其中，SYNC_t是用于同步的对象类型。当USE_MUTEX设置为Disabled时，SYNC_t固定为oSSemaphoreld_t，即使用信号量；当USE_MUTEX设置为Enabled时，SYNC_t固定为osMutexId_t，即使用互斥量。

如果设置为可重入的，还需要在FatFS中移植函数ff_req_grant()、ff_rel_grant()、ff_del_syncobj()和ff_cre_syncobj()。

三、项目FatFS的文件组成及详细分析

完成设置后，CubeMX会自动生成代码。在CubeIDE中打开项目，将KEY_LED驱动程序目录添加到项目搜索路径。在本示例中，用到W25Q16芯片，其驱动程序FLASH目录也添加到项目搜索路径。

项目中FatFS相关的文件是自动加入的。使用CubeMX生成的FatFS的文件组成（对比：全手工移植的FatFS文件组成，两者区别很大）。Middlewares目录下加入的FatFS的源代码文件，这些是不允许用户修改的FatFS源程序文件，各个文件的作用描述如下。

文件integer.h：包含FatFS中用到的各种基础数据类型的定义。
文件ff.h和ff.c：这是FatFS应用程序接口API函数所在的文件，是与具体硬件无关的软件模块。
文件diskio.h和diskio.c：这是存储介质Disk IO访问通用接口函数所在的文件。在CubeMX生成的项目代码中，与具体存储介质相关的Disk IO函数在另外的文件里实现，例如，本示例使用的存储介质是User-defined，会自动生成用户程序文件user_diskio.h和user_diskio.c。文件diskio.c中的函数只是调用文件user_diskio.c中定义的具体Disk IO函数。
文件ff_gen_drv.h和ff_gen_drv.c：实现驱动器列表管理功能的文件，这些功能包括链接一个驱动器，或解除一个驱动器的链接。FatFS初始化时，就调用其中的函数FATFS_LinkDriver()链接驱动器。
option子目录下的文件syscall.c：包含在使用RTOS系统时需要实现的一些函数的示例代码，如果使用FreeRTOS，需要重新实现这些函数。

与具体存储介质相关，可以由用户修改的FatFS相关文件在目录\FATFS下。这些文件的功能描述如下。

文件fatfs.h和fatfs.c：是用户的FatFS初始化程序文件。其中有FatFS初始化函数MX_FATFS_Init()、几个全局变量的定义，以及需要重新实现的获取RTC时间作为文件系统时间戳的函数get_fattime()。
文件ffconf.h，FatFS的配置文件，包含很多的宏定义，与CubeMX里的FatFS设置对应。
文件user_diskio.h和user_diskio.c，是user-defined存储介质的Disk IO函数的程序文件，自动生成了各个函数的框架，只需针对SPI-Flash芯片编写具体的函数代码即可。

FatFS相关文件的层次和关系如下图所示：

文件fatfs.h中包含CubeMX生成的FatFS初始化函数MX_FATFS_Init()，在主程序中进行外设初始化时，会调用这个函数。
函数MX_FATFS_Init()会调用文件ff_gen_drv.h中的函数FATFS_LinkDriver()，将文件user_diskio.h中定义的驱动器对象USER_Driver链接到FatFS管理的驱动器列表里，相当于完成了驱动器的注册。
文件user_diskio.c中实现了针对W25Q16芯片的Disk IO访问函数。文件user_diskio.h中定义了驱动器对象USER_Driver，并且使用函数指针将diskio.h中的Disk IO通用函数指向文件user_diskio.c中实现的针对W25Q16芯片的Diok IO函数。
在文件user_diskio.c中实现W25Q16芯片的Disk IO访问函数时，需要用到W25Q16芯片的驱动程序文件w25flash.b/.c，而这个驱动程序使用SPI接口的HAL驱动程序实现对W25Q16芯片的访问。

1、main()的初始化代码

在CubeMX生成的CubeIDE项目代码中，main()函数的初始代码如下：

/*** @brief  The application entry point.* @retval int*/
int main(void)
{/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */HAL_Init();/* Configure the system clock */SystemClock_Config();/* Initialize all configured peripherals */MX_GPIO_Init();MX_FATFS_Init();MX_RTC_Init();MX_SPI2_Init();MX_USART6_UART_Init();//以下代码先省略
}

在外设初始化部分，函数MX_FATFS_Init()是FatFS的初始化函数，在文件fatfs.h中定义。

2、文件fatfs.h和fatfs.c

文件fatfs.h定义了FatFS初始化函数MX_FATFS_Init()，还定义了几个变量。由于在CubeMX里FatFS的模式被设置为User-defined，因此称这个存储介质为USER逻辑驱动器。文件fatfs.h的完整代码如下：

/* USER CODE BEGIN Header */
/********************************************************************************* @file   fatfs.h* @brief  Header for fatfs applications******************************************************************************* @attention** Copyright (c) 2025 STMicroelectronics.* All rights reserved.** This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file* in the root directory of this software component.* If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.********************************************************************************/
/* USER CODE END Header */
/* Define to prevent recursive inclusion -------------------------------------*/
#ifndef __fatfs_H
#define __fatfs_H
#ifdef __cplusplusextern "C" {
#endif#include "ff.h"
#include "ff_gen_drv.h"
#include "user_diskio.h" /* defines USER_Driver as external *//* USER CODE BEGIN Includes *//* USER CODE END Includes */extern uint8_t retUSER; /* Return value for USER */
extern char USERPath[4]; /* USER logical drive path */
extern FATFS USERFatFS; /* File system object for USER logical drive */
extern FIL USERFile; /* File object for USER */void MX_FATFS_Init(void);/* USER CODE BEGIN Prototypes *//* USER CODE END Prototypes */
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif /*__fatfs_H */

其中，用extern声明的4个变量是在文件fatfs.c中定义的。USERPath用于表示逻辑驱动器的路径，如“0:/”；USERFatFS是一个FATFS结构体变量，用于表示USER逻辑驱动器上的文件系统；USERFile是一个FIL结构体类型变量，表示文件对象，在文件操作时可以使用这个文件对象。

/* USER CODE BEGIN Header */
/********************************************************************************* @file   fatfs.c* @brief  Code for fatfs applications******************************************************************************* @attention** Copyright (c) 2025 STMicroelectronics.* All rights reserved.** This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file* in the root directory of this software component.* If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.********************************************************************************/
/* USER CODE END Header */
#include "fatfs.h"uint8_t retUSER;    /* Return value for USER */
char USERPath[4];   /* USER logical drive path */
FATFS USERFatFS;    /* File system object for USER logical drive */
FIL USERFile;       /* File object for USER *//* USER CODE BEGIN Variables */
#include "file_opera.h"
/* USER CODE END Variables */void MX_FATFS_Init(void)
{/*## FatFS: Link the USER driver ###########################*/retUSER = FATFS_LinkDriver(&USER_Driver, USERPath);/* USER CODE BEGIN Init *//* additional user code for init *//* USER CODE END Init */
}/*** @brief  Gets Time from RTC* @param  None* @retval Time in DWORD*/
DWORD get_fattime(void)
{/* USER CODE BEGIN get_fattime */return fat_GetFatTimeFromRTC();/* USER CODE END get_fattime */
}/* USER CODE BEGIN Application *//* USER CODE END Application */

函数MX_FATFS_Init()用于FatFS的初始化，只有一行代码，即

retUSER=FATFS_LinkDriver(&USER_Driver,USERPath)；

函数FATFS_LinkDriver()是在文件ff_gen_drv.h中定义的，USER_Driver是在文件user_diskio.c中定义的一个Diskio_drvTypeDef结构体类型的变量。执行这行代码的作用是将USER_Driver链接到FatFS管理的驱动器列表，将USERPath赋值为“0:”。

3、文件user_diskio.h和user_diskio.c

文件user_diskio.h中只有一行有效语句，就是声明了变量USER_Driver：

extern Diskio_drvTypeDef USER_Driver;

变量USER_Driver是在文件user_diskio.c中定义的，这个文件包含SPI-Flash芯片的Disk IO函数框架——用户需要自己编写代码实现这些函数。文件user_diskio.c的完整代码如下。为使程序结构更清晰，这里删除了对预编译条件_USE_WRITE和_USE_IOCTL的判断(默认情况下，这两个参数都是1)，删除了代码沙箱段的定义，删除了函数参数的注释说明。这些代码都是CubeMX生成的初始代码。

/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* Low level disk I/O module skeleton for FatFs     (C)ChaN, 2017        */
/*                                                                       */
/*   Portions COPYRIGHT 2017 STMicroelectronics                          */
/*   Portions Copyright (C) 2017, ChaN, all right reserved               */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* If a working storage control module is available, it should be        */
/* attached to the FatFs via a glue function rather than modifying it.   */
/* This is an example of glue functions to attach various existing      */
/* storage control modules to the FatFs module with a defined API.       */
/*-----------------------------------------------------------------------*//* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "diskio.h"
#include "ff_gen_drv.h"#if defined ( __GNUC__ )
#ifndef __weak
#define __weak __attribute__((weak))
#endif
#endif/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
extern Disk_drvTypeDef  disk;/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
/* Private functions ---------------------------------------------------------*//*** @brief  Gets Disk Status* @param  pdrv: Physical drive number (0..)* @retval DSTATUS: Operation status*/
DSTATUS disk_status (BYTE pdrv		/* Physical drive number to identify the drive */
)
{DSTATUS stat;stat = disk.drv[pdrv]->disk_status(disk.lun[pdrv]);return stat;
}/*** @brief  Initializes a Drive* @param  pdrv: Physical drive number (0..)* @retval DSTATUS: Operation status*/
DSTATUS disk_initialize (BYTE pdrv				/* Physical drive nmuber to identify the drive */
)
{DSTATUS stat = RES_OK;if(disk.is_initialized[pdrv] == 0){stat = disk.drv[pdrv]->disk_initialize(disk.lun[pdrv]);if(stat == RES_OK){disk.is_initialized[pdrv] = 1;}}return stat;
}/*** @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 disk_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 */
)
{DRESULT res;res = disk.drv[pdrv]->disk_read(disk.lun[pdrv], buff, sector, count);return res;
}/*** @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 disk_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 */
)
{DRESULT res;res = disk.drv[pdrv]->disk_write(disk.lun[pdrv], buff, sector, count);return res;
}
#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 disk_ioctl (BYTE pdrv,		/* Physical drive nmuber (0..) */BYTE cmd,		/* Control code */void *buff		/* Buffer to send/receive control data */
)
{DRESULT res;res = disk.drv[pdrv]->disk_ioctl(disk.lun[pdrv], cmd, buff);return res;
}
#endif /* _USE_IOCTL == 1 *//*** @brief  Gets Time from RTC* @param  None* @retval Time in DWORD*/
__weak DWORD get_fattime (void)
{return 0;
}/************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/

/*-----------------------------------------------------------------------/
/  Low level disk interface modlue include file   (C)ChaN, 2014          /
/-----------------------------------------------------------------------*/#ifndef _DISKIO_DEFINED
#define _DISKIO_DEFINED#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif#define _USE_WRITE	1	/* 1: Enable disk_write function */
#define _USE_IOCTL	1	/* 1: Enable disk_ioctl function */#include "integer.h"/* Status of Disk Functions */
typedef BYTE	DSTATUS;/* Results of Disk Functions */
typedef enum {RES_OK = 0,		/* 0: Successful */RES_ERROR,		/* 1: R/W Error */RES_WRPRT,		/* 2: Write Protected */RES_NOTRDY,		/* 3: Not Ready */RES_PARERR		/* 4: Invalid Parameter */
} DRESULT;/*---------------------------------------*/
/* Prototypes for disk control functions */DSTATUS disk_initialize (BYTE pdrv);
DSTATUS disk_status (BYTE pdrv);
DRESULT disk_read (BYTE pdrv, BYTE* buff, DWORD sector, UINT count);
DRESULT disk_write (BYTE pdrv, const BYTE* buff, DWORD sector, UINT count);
DRESULT disk_ioctl (BYTE pdrv, BYTE cmd, void* buff);
DWORD get_fattime (void);/* Disk Status Bits (DSTATUS) */#define STA_NOINIT		0x01	/* Drive not initialized */
#define STA_NODISK		0x02	/* No medium in the drive */
#define STA_PROTECT		0x04	/* Write protected *//* Command code for disk_ioctrl fucntion *//* Generic command (Used by FatFs) */
#define CTRL_SYNC		    0	/* Complete pending write process (needed at _FS_READONLY == 0) */
#define GET_SECTOR_COUNT	1	/* Get media size (needed at _USE_MKFS == 1) */
#define GET_SECTOR_SIZE		2	/* Get sector size (needed at _MAX_SS != _MIN_SS) */
#define GET_BLOCK_SIZE		3	/* Get erase block size (needed at _USE_MKFS == 1) */
#define CTRL_TRIM		    4	/* Inform device that the data on the block of sectors is no longer used (needed at _USE_TRIM == 1) *//* Generic command (Not used by FatFs) */
#define CTRL_POWER			5	/* Get/Set power status */
#define CTRL_LOCK			6	/* Lock/Unlock media removal */
#define CTRL_EJECT			7	/* Eject media */
#define CTRL_FORMAT			8	/* Create physical format on the media *//* MMC/SDC specific ioctl command */
#define MMC_GET_TYPE		10	/* Get card type */
#define MMC_GET_CSD			11	/* Get CSD */
#define MMC_GET_CID			12	/* Get CID */
#define MMC_GET_OCR			13	/* Get OCR */
#define MMC_GET_SDSTAT		14	/* Get SD status *//* ATA/CF specific ioctl command */
#define ATA_GET_REV			20	/* Get F/W revision */
#define ATA_GET_MODEL		21	/* Get model name */
#define ATA_GET_SN			22	/* Get serial number */#ifdef __cplusplus
}
#endif#endif

这个文件定义了几个以“USER_”为前缀的函数，用于实现具体的Disk IO访问功能。这些函数在文件diskio.h中定义了，用作FatFS的通用Disk IO函数。

文件user_diskio.c定义了一个结构体Diskio_drvTypeDef类型的变量USER_Driver,用于表示USER驱动器访问接口。结构体Diskio_drvTypeDef在文件ff_gen_drv.h中定义，其成员变量就是5个函数指针，在定义USER_Driver时就为其成员变量赋值了，也就是指向本文件内定义的USER驱动器的Disk IO函数。

针对SPI-Flash芯片的FatFS移植，主要就是在文件user_diskio.c中完善这几个以“USER_”为前缀的函数，实现存储介质初始化、读取介质状态信息、以扇区为基本单位写入数据或读取数据。

4、文件ff_gen_drv.h和ff_gen_drv.c

文件ff_gen_drv.h定义了单个驱动器的硬件访问接口结构体类型Diskio_drvTypeDef，还定义了驱动器组的硬件访问结构体类型Disk_drvTypeDef。这个文件还定义了函数FATFS_LinkDriver()，就是MX_FATFS_Init()内调用的函数，用于将文件user_diskio.h中定义的驱动器对象USER_Driver链接到FatFS管理的驱动器列表里。文件ff_gen_drv.h的完整代码如下：

/********************************************************************************* @file    ff_gen_drv.h* @author  MCD Application Team* @brief   Header for ff_gen_drv.c module.****************************************************************************** @attention** Copyright (c) 2017 STMicroelectronics. All rights reserved.** This software component is licensed by ST under BSD 3-Clause license,* the "License"; You may not use this file except in compliance with the* License. You may obtain a copy of the License at:*                       opensource.org/licenses/BSD-3-Clause*******************************************************************************
**//* Define to prevent recursive inclusion -------------------------------------*/
#ifndef __FF_GEN_DRV_H
#define __FF_GEN_DRV_H#ifdef __cplusplusextern "C" {
#endif/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "diskio.h"
#include "ff.h"
#include "stdint.h"/* Exported types ------------------------------------------------------------*//*** @brief  Disk IO Driver structure definition*/
typedef struct
{DSTATUS (*disk_initialize) (BYTE);                     /*!< Initialize Disk Drive                     */DSTATUS (*disk_status)     (BYTE);                     /*!< Get Disk Status                           */DRESULT (*disk_read)       (BYTE, BYTE*, DWORD, UINT);       /*!< Read Sector(s)                            */
#if _USE_WRITE == 1DRESULT (*disk_write)      (BYTE, const BYTE*, DWORD, UINT); /*!< Write Sector(s) when _USE_WRITE = 0       */
#endif /* _USE_WRITE == 1 */
#if _USE_IOCTL == 1DRESULT (*disk_ioctl)      (BYTE, BYTE, void*);              /*!< I/O control operation when _USE_IOCTL = 1 */
#endif /* _USE_IOCTL == 1 */}Diskio_drvTypeDef;/*** @brief  Global Disk IO Drivers structure definition*/
typedef struct
{uint8_t                 is_initialized[_VOLUMES];const Diskio_drvTypeDef *drv[_VOLUMES];uint8_t                 lun[_VOLUMES];volatile uint8_t        nbr;}Disk_drvTypeDef;/* Exported constants --------------------------------------------------------*/
/* Exported macro ------------------------------------------------------------*/
/* Exported functions ------------------------------------------------------- */
uint8_t FATFS_LinkDriver(const Diskio_drvTypeDef *drv, char *path);
uint8_t FATFS_UnLinkDriver(char *path);
uint8_t FATFS_LinkDriverEx(const Diskio_drvTypeDef *drv, char *path, BYTE lun);
uint8_t FATFS_UnLinkDriverEx(char *path, BYTE lun);
uint8_t FATFS_GetAttachedDriversNbr(void);#ifdef __cplusplus
}
#endif#endif /* __FF_GEN_DRV_H *//************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/

结构体Diskio_drvTypeDef是单个驱动器的Disk IO接口定义，其成员就是5个函数指针，用于指向具体存储介质的Disk IO函数。文件user_diskio.c定义的Diskio_drvTypeDef类型变量USER_Driver就是User-defined介质的Disk IO接口定义，在定义USER_Driver时就为其各个函数指针赋值了，指向user_diskio.c中定义的各个“USER_”函数。

文件ff_gen_drv.h还定义了一个结构体类型Disk_drvTypeDef，这是全局的驱动器的硬件接口定义，成员变量nbr表示物理驱动器个数，其他成员变量都是数组，数组长度是全局参数_VOLUMES，也就是卷的个数。其中Diskio_drvTypeDef*drv[_VOLUMES]是各个驱动器的硬件访问接口指针数组。所以，在FatFS中可以管理多个存储介质，例如，同时使用SPI-Flash芯片和SD卡，它们的硬件访问层接口函数可以分别管理。

文件ff_gen_drv.h定义了几个函数，FATFS_LinkDriver()和FATFS_LinkDriverEx()用于连接驱动器，FATFS_GetAttachedDriversNbr()用于返回FatFS当前连接的驱动器的个数，其他两个函数用于解除驱动器的连接。文件ff_gen_drv.c的代码如下：

/********************************************************************************* @file    ff_gen_drv.c* @author  MCD Application Team* @brief   FatFs generic low level driver.****************************************************************************** @attention** Copyright (c) 2017 STMicroelectronics. All rights reserved.** This software component is licensed by ST under BSD 3-Clause license,* the "License"; You may not use this file except in compliance with the* License. You may obtain a copy of the License at:*                       opensource.org/licenses/BSD-3-Clause*******************************************************************************
**/
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "ff_gen_drv.h"/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
Disk_drvTypeDef disk = {{0},{0},{0},0};/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
/* Private functions ---------------------------------------------------------*//*** @brief  Links a compatible diskio driver/lun id and increments the number of active*         linked drivers.* @note   The number of linked drivers (volumes) is up to 10 due to FatFs limits.* @param  drv: pointer to the disk IO Driver structure* @param  path: pointer to the logical drive path* @param  lun : only used for USB Key Disk to add multi-lun managementelse the parameter must be equal to 0* @retval Returns 0 in case of success, otherwise 1.*/
uint8_t FATFS_LinkDriverEx(const Diskio_drvTypeDef *drv, char *path, uint8_t lun)
{uint8_t ret = 1;uint8_t DiskNum = 0;if(disk.nbr < _VOLUMES){disk.is_initialized[disk.nbr] = 0;disk.drv[disk.nbr] = drv;disk.lun[disk.nbr] = lun;DiskNum = disk.nbr++;path[0] = DiskNum + '0';path[1] = ':';path[2] = '/';path[3] = 0;ret = 0;}return ret;
}/*** @brief  Links a compatible diskio driver and increments the number of active*         linked drivers.* @note   The number of linked drivers (volumes) is up to 10 due to FatFs limits* @param  drv: pointer to the disk IO Driver structure* @param  path: pointer to the logical drive path* @retval Returns 0 in case of success, otherwise 1.*/
uint8_t FATFS_LinkDriver(const Diskio_drvTypeDef *drv, char *path)
{return FATFS_LinkDriverEx(drv, path, 0);
}/*** @brief  Unlinks a diskio driver and decrements the number of active linked*         drivers.* @param  path: pointer to the logical drive path* @param  lun : not used* @retval Returns 0 in case of success, otherwise 1.*/
uint8_t FATFS_UnLinkDriverEx(char *path, uint8_t lun)
{uint8_t DiskNum = 0;uint8_t ret = 1;if(disk.nbr >= 1){DiskNum = path[0] - '0';if(disk.drv[DiskNum] != 0){disk.drv[DiskNum] = 0;disk.lun[DiskNum] = 0;disk.nbr--;ret = 0;}}return ret;
}/*** @brief  Unlinks a diskio driver and decrements the number of active linked*         drivers.* @param  path: pointer to the logical drive path* @retval Returns 0 in case of success, otherwise 1.*/
uint8_t FATFS_UnLinkDriver(char *path)
{return FATFS_UnLinkDriverEx(path, 0);
}/*** @brief  Gets number of linked drivers to the FatFs module.* @param  None* @retval Number of attached drivers.*/
uint8_t FATFS_GetAttachedDriversNbr(void)
{return disk.nbr;
}/************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/

/*返回FatFS模块连接的驱动器的个数*/
uint8_t FATFS_GetAttachedDriversNbr(void)
{return disk.nbr;   //FatFS模块连接的驱动器的个数
}

文件ff_gen_drv.c定义了一个Disk_drvTypeDef类型的全局变量disk，用于管理FatFS连接的所有驱动器的Disk IO驱动。在定义时就进行了初始化赋值，各数组成员变量只有一个元素，因为本示例中参数_VOLUMES为1。

Disk_drvTypeDef disk =({0),{0},{0},0};	//全局变量，FatFS连接的驱动器

在main()函数中调用的FatFS初始化函数MX_FATFS_Init()的代码如下：

void MX_FATFS_Init(void)
{/*##FatFs:连接USER驱动器###########################*/retUSER = FATFS_LinkDriver(&USER_Driver,USERPath);
}

其功能就是调用函数FATFS_LinkDriver()，将文件user_diskio.c中定义的USER驱动器的Disk IO驱动接口USER_Driver连接到FatFS。通过观察FATFS_LinkDriver()和FATFS_LinkDriverEx()的代码，读者就会发现，执行MX_FATFS_Init()后，USER驱动器的驱动器路径USERPath被赋值为“0:/”,USER_Driver被添加到了全局的驱动器管理变量disk中，特别是设置了Disk IO驱动器，即

disk.drv[disk.nbr]=drv;//驱动器的Disk IO驱动结构体

所以，disk.drv[disk.nbr]就是一个Diskio_drvTypeDef类型的驱动器Disk IO访问结构体指针，文件diskio.c中的各个Disk IO访问通用函数中会用到它。

5、文件diskio.h和diskio.c

文件diskio.h是Disk IO访问的通用定义文件，其中定义了基本的结构体、宏定义和DiskIO访问通用函数。在CubeMX生成的代码中，diskio.h和diskio.c是作为Disk IO访问的通用文件，具体器件的Disk IO访问函数的实现放在另外的文件里，例如，本示例User-defined介质的Disk IO访问函数是在文件user_diskio.c中实现的。

文件diskio.h的完整代码如下：

/*-----------------------------------------------------------------------/
/  Low level disk interface modlue include file   (C)ChaN, 2014          /
/-----------------------------------------------------------------------*/#ifndef _DISKIO_DEFINED
#define _DISKIO_DEFINED#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif#define _USE_WRITE	1	/* 1: Enable disk_write function */
#define _USE_IOCTL	1	/* 1: Enable disk_ioctl function */#include "integer.h"/* Status of Disk Functions */
typedef BYTE	DSTATUS;/* Results of Disk Functions */
typedef enum {RES_OK = 0,		/* 0: Successful */RES_ERROR,		/* 1: R/W Error */RES_WRPRT,		/* 2: Write Protected */RES_NOTRDY,		/* 3: Not Ready */RES_PARERR		/* 4: Invalid Parameter */
} DRESULT;/*---------------------------------------*/
/* Prototypes for disk control functions */DSTATUS disk_initialize (BYTE pdrv);
DSTATUS disk_status (BYTE pdrv);
DRESULT disk_read (BYTE pdrv, BYTE* buff, DWORD sector, UINT count);
DRESULT disk_write (BYTE pdrv, const BYTE* buff, DWORD sector, UINT count);
DRESULT disk_ioctl (BYTE pdrv, BYTE cmd, void* buff);
DWORD get_fattime (void);/* Disk Status Bits (DSTATUS) */#define STA_NOINIT		0x01	/* Drive not initialized */
#define STA_NODISK		0x02	/* No medium in the drive */
#define STA_PROTECT		0x04	/* Write protected *//* Command code for disk_ioctrl fucntion *//* Generic command (Used by FatFs) */
#define CTRL_SYNC		0	/* Complete pending write process (needed at _FS_READONLY == 0) */
#define GET_SECTOR_COUNT	1	/* Get media size (needed at _USE_MKFS == 1) */
#define GET_SECTOR_SIZE		2	/* Get sector size (needed at _MAX_SS != _MIN_SS) */
#define GET_BLOCK_SIZE		3	/* Get erase block size (needed at _USE_MKFS == 1) */
#define CTRL_TRIM		4	/* Inform device that the data on the block of sectors is no longer used (needed at _USE_TRIM == 1) *//* Generic command (Not used by FatFs) */
#define CTRL_POWER			5	/* Get/Set power status */
#define CTRL_LOCK			6	/* Lock/Unlock media removal */
#define CTRL_EJECT			7	/* Eject media */
#define CTRL_FORMAT			8	/* Create physical format on the media *//* MMC/SDC specific ioctl command */
#define MMC_GET_TYPE		10	/* Get card type */
#define MMC_GET_CSD			11	/* Get CSD */
#define MMC_GET_CID			12	/* Get CID */
#define MMC_GET_OCR			13	/* Get OCR */
#define MMC_GET_SDSTAT		14	/* Get SD status *//* ATA/CF specific ioctl command */
#define ATA_GET_REV			20	/* Get F/W revision */
#define ATA_GET_MODEL		21	/* Get model name */
#define ATA_GET_SN			22	/* Get serial number */#ifdef __cplusplus
}
#endif#endif

上述代码定义了Disk IO访问的6个基本函数，其中还有一些宏定义，主要是函数disk_ioctrl()里需要用到的一些指令码的定义。

对应的源程序文件diskio.c的完整代码如下：

/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* Low level disk I/O module skeleton for FatFs     (C)ChaN, 2017        */
/*                                                                       */
/*   Portions COPYRIGHT 2017 STMicroelectronics                          */
/*   Portions Copyright (C) 2017, ChaN, all right reserved               */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* If a working storage control module is available, it should be        */
/* attached to the FatFs via a glue function rather than modifying it.   */
/* This is an example of glue functions to attach various existing      */
/* storage control modules to the FatFs module with a defined API.       */
/*-----------------------------------------------------------------------*//* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "diskio.h"
#include "ff_gen_drv.h"#if defined ( __GNUC__ )
#ifndef __weak
#define __weak __attribute__((weak))
#endif
#endif/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
extern Disk_drvTypeDef  disk;/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
/* Private functions ---------------------------------------------------------*//*** @brief  Gets Disk Status* @param  pdrv: Physical drive number (0..)* @retval DSTATUS: Operation status*/
DSTATUS disk_status (BYTE pdrv		/* Physical drive number to identify the drive */
)
{DSTATUS stat;stat = disk.drv[pdrv]->disk_status(disk.lun[pdrv]);return stat;
}/*** @brief  Initializes a Drive* @param  pdrv: Physical drive number (0..)* @retval DSTATUS: Operation status*/
DSTATUS disk_initialize (BYTE pdrv				/* Physical drive nmuber to identify the drive */
)
{DSTATUS stat = RES_OK;if(disk.is_initialized[pdrv] == 0){stat = disk.drv[pdrv]->disk_initialize(disk.lun[pdrv]);if(stat == RES_OK){disk.is_initialized[pdrv] = 1;}}return stat;
}/*** @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 disk_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 */
)
{DRESULT res;res = disk.drv[pdrv]->disk_read(disk.lun[pdrv], buff, sector, count);return res;
}/*** @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 disk_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 */
)
{DRESULT res;res = disk.drv[pdrv]->disk_write(disk.lun[pdrv], buff, sector, count);return res;
}
#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 disk_ioctl (BYTE pdrv,		/* Physical drive nmuber (0..) */BYTE cmd,		/* Control code */void *buff		/* Buffer to send/receive control data */
)
{DRESULT res;res = disk.drv[pdrv]->disk_ioctl(disk.lun[pdrv], cmd, buff);return res;
}
#endif /* _USE_IOCTL == 1 *//*** @brief  Gets Time from RTC* @param  None* @retval Time in DWORD*/
__weak DWORD get_fattime (void)
{return 0;
}/************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/

从文件diskio.c的各函数代码可以看到，几个Disk IO通用函数的代码实质上就是执行了变量disk中物理驱动器的Disk IO函数。对于本示例来说，只有一个驱动器，disk.drv[pdrv]就是USER_Driver,也就是User-defined驱动器，它的Disk IO函数就是文件user_diskio.c中前缀为“USER_”的几个函数。

在文件diskio.c中，函数get_fattime()使用了编译修饰符_weak，是一个弱函数。这个函数在任何文件里都可以重新实现，其框架在文件fatfs.c中重新定义。函数get_fatime()用于从RTC获取日期时间作为文件系统的时间戳数据。

所以，要针对SPI-Flash芯片W25Q16进行移植，只需实现文件user_diskio.c中前缀为“USER_”的几个Disk IO访问函数，以及文件fatfs.c中的函数get_fattime()，其他的工作都由CubeMX自动生成的代码完成了。

四、Disk IO函数的实现

要实现SPI-Flash芯片W25Q16的FatFS移植，只需实现文件user_diskio.c中前缀为“USER_”的几个Disk IO函数，以及文件fatfs.c中的函数get_fattime()。

1、获取驱动器状态的函数USER_status()

文件diskio.h中有如下3个驱动器状态位宏定义：

#define STA_NOINIT0x01	//驱动器未初始化
#define STA_NODISK0x02	//驱动器中无存储介质
#define STA_PROTECT0x04	//写保护

函数USER_status()用于返回驱动器的状态，如果存在以上的状态，就将相应的状态位置1，否则，返回0x00即可。对于开发板上的W25Q16芯片来说，没有写保护问题，只存在是否已初始化的问题。所以，完成后的USER_status()函数代码以及user_diskio.c文件头的一些定义如下：

/* USER CODE BEGIN Header */
/********************************************************************************* @file    user_diskio.c* @brief   This file includes a diskio driver skeleton to be completed by the user.******************************************************************************* @attention** Copyright (c) 2025 STMicroelectronics.* All rights reserved.** This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file* in the root directory of this software component.* If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.********************************************************************************//* USER CODE END Header */#ifdef USE_OBSOLETE_USER_CODE_SECTION_0
/** Warning: the user section 0 is no more in use (starting from CubeMx version 4.16.0)* To be suppressed in the future.* Kept to ensure backward compatibility with previous CubeMx versions when* migrating projects.* User code previously added there should be copied in the new user sections before* the section contents can be deleted.*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
/* USER CODE END 0 */
#endif/* USER CODE BEGIN DECL *//* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include <string.h>
#include "ff_gen_drv.h"/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* Private define ------------------------------------------------------------*//* Private variables ---------------------------------------------------------*/
#include  "w25flash.h"
/* Disk status */
static volatile DSTATUS Stat = STA_NOINIT;/* USER CODE END DECL *//* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
DSTATUS USER_initialize (BYTE pdrv);
DSTATUS USER_status (BYTE pdrv);
DRESULT USER_read (BYTE pdrv, BYTE *buff, DWORD sector, UINT count);
#if _USE_WRITE == 1DRESULT USER_write (BYTE pdrv, const BYTE *buff, DWORD sector, UINT count);
#endif /* _USE_WRITE == 1 */
#if _USE_IOCTL == 1DRESULT USER_ioctl (BYTE pdrv, BYTE cmd, void *buff);
#endif /* _USE_IOCTL == 1 */Diskio_drvTypeDef  USER_Driver =
{USER_initialize,USER_status,USER_read,
#if  _USE_WRITEUSER_write,
#endif  /* _USE_WRITE == 1 */
#if  _USE_IOCTL == 1USER_ioctl,
#endif /* _USE_IOCTL == 1 */
};/* Private functions ---------------------------------------------------------*//*** @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 =USER_status(pdrv);		/* Get the drive status */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;			// Drive not initialized, Stat=0x01if (0 != Flash_ReadID())		// Read the ID of the Flash chip. As long as it is not 0, it means that En25Q16 has been initialized.Stat &= ~STA_NOINIT;	// Stat=0x00return Stat;/* 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 */uint32_t globalAddr= sector<<12;  //The sector number is shifted left by 12 bits to get the absolute starting addressuint16_t byteCount = count<<12;   //The number of bytes, shifting left by 12 bits is multiplied by 4096, and each sector is 4096 bytes.Flash_ReadBytes(globalAddr, buff, byteCount);//Read datareturn 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 */uint32_t globalAddr = sector<<12;  // Absolute addressuint16_t byteCount  = count<<12;   // Number of bytesFlash_WriteSector(globalAddr, buff, byteCount);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_OK;switch(cmd){case CTRL_SYNC:   				/* Complete the pending write operation process when _FS_READONLY == 0 */break;case GET_SECTOR_COUNT:  /* Obtain storage media capacity when _USE_MKFS == 1 */*(DWORD *)buff=FLASH_SECTOR_COUNT;	/* Total number of sectors is 4096 */break;case GET_SECTOR_SIZE:  		/* Get sector size when _MAX_SS != _MIN_SS */*(DWORD *)buff=FLASH_SECTOR_SIZE;			/* each sector is 4096 bytes */break;case GET_BLOCK_SIZE:  		/* When _USE_MKFS == 1, get the size of the erase block */*(DWORD *)buff=16;  		/* W25Q16锟斤拷32 Block锟斤拷16*32=512 sector */break;default:res = RES_ERROR;}return res;/* USER CODE END IOCTL */
}
#endif /* _USE_IOCTL == 1 */

上述代码包含了头文件w25flash.h，这是Flash存储芯片W25Q16的驱动程序文件，在实现这些Disk IO函数时，要用到W25Q16的驱动函数。Stat是文件user_diskio.c中定义的一个表示驱动器状态的私有变量，在多个函数中都会用到。

函数USER_status()的输入参数pdrv是驱动器编号，如果系统中有多个驱动器，就需要通过参数pdrv区分不同的驱动器。本例只有一个驱动器，pdrv为0，也就无须区分驱动器。

使用W25Q16驱动程序文件w25flash.h中定义的函数Flash_ReadID()读取芯片ID，只要读取的ID不为0，就说明连接芯片W25Q16的SPI2接口已经初始化。

函数USER_status()的返回值类型为DRESULT，这是文件diskio.h中定义的枚举类型，详见前面文件diskio.h的完整代码。返回值为0x00(即枚举值RES_OK)，表示驱动器状态正常；否则，返回STA_NOINIT，表示驱动器未初始化。

2、驱动器初始化函数USER_initialize()

函数USER_initialize()用于驱动器硬件接口的初始化，对于W25Q16来说，就是与其连接的SPI2接口的初始化。在手工移植FatFS的代码时，一般要在函数disk_initialize()里进行存储介质的硬件接口初始化，但是在本示例中，SPI2接口的初始化是由CubeMX自动生成的函数MX_SPI2_Init()完成的，在执行MX_FATFS_Init()之前就已经执行了MX_SPI2_Init()。所以，这里无须再对SPI2接口进行初始化。

完成后USER_initialize()函数的代码如下，这里调用函数USER_status()获取驱动器状态，而函数USER_status()的返回值总是0x00，所以表示初始化成功。

DSTATUS USER_initialize(BYTE pdrv)
{/*USER CODE BEGIN INIT*/Stat =USER_status(pdrv);		//获取驱动器状态return Stat;/*USER CODE END INIT*/
}

3、驱动器IO控制函数USER_ioctl()

函数USER_ioctl()用于执行Disk IO访问时的一些操作，如获取总的扇区个数、获取扇区大小等。只有当宏定义_USE_IOCTL等于1时才有这个函数，这个宏在文件diskio.h中定义，默认值为1。完成后函数USER_ioctl()的代码如下：

/*** @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_OK;switch(cmd){case CTRL_SYNC:   				/* Complete the pending write operation process when _FS_READONLY == 0 */break;case GET_SECTOR_COUNT:  /* Obtain storage media capacity when _USE_MKFS == 1 */*(DWORD *)buff=FLASH_SECTOR_COUNT;	/* Total number of sectors is 4096 */break;case GET_SECTOR_SIZE:  		/* Get sector size when _MAX_SS != _MIN_SS */*(DWORD *)buff=FLASH_SECTOR_SIZE;			/* each sector is 4096 bytes */break;case GET_BLOCK_SIZE:  		/* When _USE_MKFS == 1, get the size of the erase block */*(DWORD *)buff=16;  		/* W25Q16锟斤拷32 Block锟斤拷16*32=512 sector */break;default:res = RES_ERROR;}return res;/* USER CODE END IOCTL */
}
#endif /* _USE_IOCTL == 1 */

其中，参数cmd是操作指令，这些指令是一些宏定义常数，在文件diskio.h中定义；buff是用于接收或发送数据的缓冲区指针。函数USER_ioctl()实现了如下4个通用指令的处理。

指令CTRL_SYNC用于完成挂起的写操作过程，只要_FS_READONLY==0就需要响应这个指令。这是指存储介质写入数据时是否有缓存操作：如果有缓存，就需要将缓存数据写入介质，如果写操作都是直接写入存储介质的，直接返回RES_OK即可。
指令GET_SECTOR_COUNT用于获取存储介质的扇区个数，如果_USE_MKFS==1，则需要响应此指令。在使用函数f_mkfs()和f_fdisk()时，这个指令决定卷的大小是需要用到的。芯片W25Q16共有512个扇区。
指令GET_SECTOR_SIZE用于获取扇区大小，如果_MAX_SS不等于_MIN_SS，则要用到这个指令。芯片W25Q16的扇区大小是4096字节（4KB）。
指令GET_BLOCK_SIZE用于获取擦除块的大小(以扇区为单位)，必须是1和32768之间的2的幂次数。如果返回值是1，则表示擦除块的大小是未知的，或没有Flash存储介质。这个指令只有函数f_mkfs()使用，在_USE_MKFS ==1时需要响应此指令。W25Q16的一个块有16个扇区，所以这里设置为16。

4、读取扇区数据的函数USER_read()

函数USER_read()用于从W25Q16芯片读取一个或多个扇区的数据，完成后的代码如下：

/*** @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 */uint32_t globalAddr= sector<<12;  //The sector number is shifted left by 12 bits to get the absolute starting addressuint16_t byteCount = count<<12;   //The number of bytes, shifting left by 12 bits is multiplied by 4096, and each sector is 4096 bytes.Flash_ReadBytes(globalAddr, buff, byteCount);//Read datareturn RES_OK;/* USER CODE END READ */
}

其中，参数buff是用来存储读出数据的缓冲区，sector是读取数据的起始扇区编号，count是要读出数据的扇区个数。

上述程序使用W25Q16的驱动函数Flash_ReadBytes()读出数据，这个函数需要数据绝对起始地址作为输入参数。对于W25Q16来说，将扇区编号sector左移12位得到的就是这个扇区的绝对起始地址。每个扇区是4096字节，将扇区个数count左移12位就等于乘以4096，也就是总的字节数。

函数Flash_ReadBytes()是文件w25flash.c中的W25Q16驱动程序函数，其代码如下。

//从任何地址开始读取指定长度的数据
//globalAddr：开始读取的地址(24bit)， pBuffer：数据存储区指针，byteCount:要读取的字节数
void Flash_ReadBytes(uint32_t globalAddr,uint8_t* pBuffer,uint16_t byteCount)
{ uint8_t byte2, byte3, byte4;Flash_SpliteAddr(globalAddr,&byte2,&byte3,&byte4);//24位地址分解为3个字节__Select_Flash();	//CS=0SPI_TransmitOneByte(0x03);      //Command=0x03, read dataSPI_TransmitOneByte(byte2);		//发送24位地址SPI_TransmitOneByte(byte3);SPI_TransmitOneByte(byte4);SPI_ReceiveBytes(pBuffer,byteCount);//接收byteCount个字节数据__Deselect_Flash();	//CS=1
}

5、将数据写入扇区的函数USER_write()

函数USER_write()用于将一个缓冲区内的数据写入Flash芯片W25Q16，完成后的代码如下：

/*** @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 */uint32_t globalAddr = sector<<12;  // Absolute addressuint16_t byteCount  = count<<12;   // Number of bytesFlash_WriteSector(globalAddr, buff, byteCount);return RES_OK;/* USER CODE END WRITE */
}
#endif /* _USE_WRITE == 1 */

其中，buff是待写入Flash芯片的数据缓冲区的指针，sector是起始扇区编号，count是需要写入的扇区个数。

上述程序使用W25Q16的驱动函数Flash_WriteSector()写入数据，同样，先通过扇区号得到绝对地址，通过扇区个数得到字节个数。函数Flash_WriteSector()的代码如下：

// 从某个Sector的起始位置开始写数据，数据可能跨越多个Page,甚至跨越Sector,不必提前擦除
// globalAddr是写入初始地址，全局地址,是扇区的起始地址，
// pBuffer是要写入数据缓冲区指针
// byteCount是需要写入的数据字节数，byteCount不能超过64K，也就是一个Block（16个扇区）的大小,但是可以超过一个Sector(4K字节)
// 如果数据超过一个Page，自动分成多个Page，调用EN25Q_WriteInPage分别写入
void Flash_WriteSector(uint32_t globalAddr,const uint8_t* pBuffer,uint16_t byteCount)
{
//需要先擦除扇区，可能是重复写文件uint8_t secCount = (byteCount/FLASH_SECTOR_SIZE);//数据覆盖的扇区个数if ((byteCount%FLASH_SECTOR_SIZE) > 0)secCount++;uint32_t startAddr = globalAddr;for (uint8_t k=0;k<secCount;k++){Flash_EraseSector(startAddr);	//擦除扇区startAddr += FLASH_SECTOR_SIZE;	//移到下一个扇区}//分成Page写入数据,写入数据的最小单位是Pageuint16_t leftBytes = byteCount%FLASH_PAGE_SIZE; //非整数个Page剩余的字节数，即最后一个Page写入的数据uint16_t pgCount = byteCount/FLASH_PAGE_SIZE;  	  //前面整数个Pageuint8_t* buff = (uint8_t*)pBuffer;for(uint16_t i=0;i<pgCount;i++)	//写入前面pgCount个Page的数据，{Flash_WriteInPage(globalAddr,buff,FLASH_PAGE_SIZE);//写一整个Page的数据globalAddr += FLASH_PAGE_SIZE;	//地址移动一个Pagebuff += FLASH_PAGE_SIZE;		//数据指针移动一个Page大小}if (leftBytes > 0)Flash_WriteInPage(globalAddr,buff,leftBytes);		//最后一个Page，不是一整个Page的数据
}

W25Q16擦除操作的最小单位是扇区，写入数据操作的基本单位是页。在写入数据之前，程序需要调用Flash_EraseSector()擦除要用到的扇区，因为可能是已有文件的重复写入。然后，调用函数Flash_WriteInPage()将数据分解为多个页写入Flash芯片。

6、获取RTC时间的函数get_fattime()

函数get_fattime()用于获取RTC时间，作为创建文件或修改文件的时间戳数据。文件diskio.c中的函数get_fattime()是用编译修饰符_weak定义的弱函数，在文件fatfs.c中重新实现这个函数。完成后的函数代码如下：

/*** @brief  Gets Time from RTC* @param  None* @retval Time in DWORD*/
DWORD get_fattime(void)
{/* USER CODE BEGIN get_fattime */return fat_GetFatTimeFromRTC();/* USER CODE END get_fattime */
}

其中at_GetFatTimeFromRTC()，在用户程序file_opera.c中定义：

//Get time from RTC as the file system time stamp data
DWORD fat_GetFatTimeFromRTC()
{RTC_TimeTypeDef sTime;RTC_DateTypeDef sDate;if (HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &sTime,  RTC_FORMAT_BIN) == HAL_OK){HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &sDate,  RTC_FORMAT_BIN);WORD date=(2000+sDate.Year-1980)<<9;date = date |(sDate.Month<<5) |sDate.Date;WORD time=sTime.Hours<<11;time = time | (sTime.Minutes<<5) | (sTime.Seconds>1);DWORD  dt=(date<<16) | time;return dt;}elsereturn 0;
}

函数get_fattime()需要返回一个DWORD类型的数，这个数的高16位是日期，低16位是时间。其中秒的数据是实际秒时间的一半。

在保存文件时，FatFS会自动调用函数get_fattime()获取RTC时间，然后作为文件的时间戳信息写入FAT里。在使用函数f_stat()获取文件信息时，返回的是一个FILINFO结构体变量，其成员变量fdate和ftime就是文件的修改时间。

针对SPI-Flash芯片和RTC完成以上的6个函数后，就完成了FatFS针对硬件层的移植，后面就可以使用FatFS的应用层API函数在SPI-Flash芯片上创建FAT文件系统，管理文件了。

五、在SPI-Flash芯片上使用文件系统

1、主程序功能

完成硬件层移植后，我们就可以使用FatFS的API函数在W25Q16芯片上创建FAT文件系统，进行文件和目录的管理，以及文件读写操作。

在首次使用一个存储介质时，我们需要先执行函数f_mkfs()将存储介质格式化，也就是创建FAT或exFAT文件系统。在格式化之后，存储介质就成了一个驱动器。在嵌入式系统中，一般不会在一个存储介质上进行分区，所以一个物理驱动器上只有一个卷，也就是一个逻辑驱动器。

要使用一个驱动器，需要先使用函数f_mount()将其挂载到文件系统对象，然后才可以进行文件管理和文件读写操作。如果需要在程序运行期间弹出一个驱动器，还可以使用函数f_mount()卸载它，只需将文件系统指针参数设置为NULL即可。

本示例演示FAT文件系统的一些基本操作，包括磁盘格式化、创建文件、读取文件、获取磁盘信息、获取文件信息等。主程序代码如下：

/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "fatfs.h"
#include "rtc.h"
#include "spi.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "ff.h"
#include "keyled.h"
#include "w25flash.h"
#include "file_opera.h"
#include <stdio.h>
/* USER CODE END Includes *//* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);/*** @brief  The application entry point.* @retval int*/
int main(void)
{/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */HAL_Init();/* Configure the system clock */SystemClock_Config();/* Initialize all configured peripherals */MX_GPIO_Init();MX_FATFS_Init();MX_RTC_Init();MX_SPI2_Init();MX_USART6_UART_Init();/* USER CODE BEGIN 2 */// Start Menuuint8_t startstr[] = "Demo12_1: FatFS on SPI-Flash chip.\r\n";HAL_UART_Transmit(&huart6,startstr,sizeof(startstr),0xFFFF);FRESULT res=f_mount(&USERFatFS, "0:", 1);	    //Mount the driveif (res==FR_OK)								//Mounted successfullyprintf("FatFS is mounted, OK.\r\n");elseprintf("No file system.\r\n");//The menu item start line is used to clear the area when drawing the second group of menus.//Group 1 Menuprintf("[1][S2]KeyUp	= Format chip.\r\n");printf("[2][S4]KeyLeft	= FAT disk info.\r\n");printf("[3][S5]KeyRight	= List all entries.\r\n");printf("[4][S3]KeyDown	= Next menu page.\r\n");KEYS waitKey;	//Key inputwhile(1){waitKey=ScanPressedKey(KEY_WAIT_ALWAYS);  	//Waiting for the button//Format Flash chips and create file systemif  (waitKey == KEY_UP){BYTE	workBuffer[FLASH_SECTOR_SIZE];  //FLASH_SECTOR_SIZE=4096DWORD	clusterSize=2*FLASH_SECTOR_SIZE;//The cluster must be greater than or equal to 1 sectorprintf("Formatting the chip...\r\n");FRESULT res=f_mkfs("0:", FM_FAT, clusterSize,  workBuffer, FLASH_SECTOR_SIZE);//Create a file system. The cluster size must be greater than or equal to 1 sector.//The workBuffer size should be an integer multiple of the sector size.if (res ==FR_OK)printf("Format OK.\r\n");elseprintf("Format fail.\r\n");}else if(waitKey == KEY_LEFT)fatTest_GetDiskInfo();		//Get and display disk informationelse if (waitKey == KEY_RIGHT)fatTest_ScanDir("0:/");		//Scan the files and directories in the root directoryelse if (waitKey == KEY_DOWN)break;							//Scan the files and directories in the root directoryprintf("Reselect menu item or reset.\r\n");HAL_Delay(500);  				//Delay 500 to eliminate the impact of key jitter}//Group 2 Menuprintf("[5][S2]KeyUp	= Write files.\r\n");printf("[6][S4]KeyLeft	= Read a TXT file.\r\n");printf("[7][S5]KeyRight	= Read a BIN file.\r\n");printf("[8][S3]KeyDown	= Get a file info.\r\n");HAL_Delay(500);  					//Delay 500 to eliminate the impact of key jitterwhile(2){//Waiting for the buttonwaitKey=ScanPressedKey(KEY_WAIT_ALWAYS);if (waitKey==KEY_UP )    	    //Write a file test{fatTest_WriteTXTFile("readme.txt",2019,3,5);fatTest_WriteTXTFile("help.txt",2016,11,15);fatTest_WriteBinFile("ADC500.dat",20,500);fatTest_WriteBinFile("ADC1000.dat",50,1000);f_mkdir("0:/SubDir1");	//Create a directoryf_mkdir("0:/MyDocs");		//Create a directory}else if (waitKey==KEY_LEFT )fatTest_ReadTXTFile("readme.txt");	//Test reading text fileselse if (waitKey==KEY_RIGHT)fatTest_ReadBinFile("ADC500.dat");	//Test reading binary fileselse if (waitKey==KEY_DOWN)fatTest_GetFileInfo("ADC1000.dat");	//Test to obtain file informationprintf("Reselect menu item or reset.\r\n");HAL_Delay(500);					        //Delay, eliminate the impact of key jitter}/* USER CODE END 2 */// 省略/* USER CODE BEGIN 4 */
int __io_putchar(int ch)
{HAL_UART_Transmit(&huart6,(uint8_t*)&ch,1,0xFFFF);return ch;
}
/* USER CODE END 4 */// 省略以下代码

其中，include部分包含了一个文件file_opera.h，是本示例创建的用于测试文件操作的程序文件。因为这些文件操作测试函数与硬件无关，所以也可以在后面用于SD卡、U盘的文件操作测试。

在外设初始化部分，函数MX_SPI2_Init()对与W25Q16连接的SPI2接口进行初始化，函数MX_FATFS_Init()用于FatFS的初始化。硬件初始化完成后，执行函数f_mount()立即挂载文件系统，即

FRESULT res=f_mount(&USERFatFS,"0:",1);		//挂载文件系统

其中，USERFatFS是在文件fatfs.c中定义的FATFS类型变量，表示文件系统。系统中只有一个驱动器，驱动器号是“0:”。这样挂载后，USERFatFS就表示逻辑驱动器0上的文件系统。

如果函数f_mount()的返回值为FR_OK，就表示驱动器挂载成功，可以进行文件系统的操作了；否则，就是没有文件系统，需要先执行函数f_mkfs()进行格式化操作。

不管函数f_mount()的返回值是什么，程序会在串口助手上显示一组菜单，内容如下：

[1][S2]KeyUp =Format chip
[2][S4]KeyLeft =FAT disk info
[3][S5]KeyRight=List all entries
[4][S3]KeyDown =Next menu page

使用开发板上的4个按键进行选择操作，函数ScanPressedKey()是文件keyled.h中定义的轮询方式检测按键的函数。按下KeyDown后会显示第2组菜单，内容如下：

[5][S2]KeyUp=Write files
[6][S4]KeyLeft =Read a TXT file
[7][S5]KeyRight=Read a BIN file
[8][S3]KeyDown =Get a file info

一、SPI-Flash芯片硬件电路

二、CubeMX项目基础设置

1、RCC、SYS、Code Generator、USART6、NVIC

2、RTC

3、SPI2

4、GPIO

5、FatFS模式

6、FatFS参数设置概述

（1）Version组

（2）Function Parameters组

1）参数FS_READONLY

2）参数S_MINIMIZE

3）参数USE_STRFUNC

（3）Locale and Namespace Parameters组

1）参数USE_LFN

2）参数STRF_ENCODE

3）参数FS_RPATH

（4）Physical Driver Parameters组

（5）System Parameters组

1）参数FS_NORTC

2）参数FS_REENTRANT

三、项目FatFS的文件组成及详细分析

1、main()的初始化代码

2、文件fatfs.h和fatfs.c

3、文件user_diskio.h和user_diskio.c

4、文件ff_gen_drv.h和ff_gen_drv.c

5、文件diskio.h和diskio.c

四、Disk IO函数的实现

1、获取驱动器状态的函数USER_status()

2、驱动器初始化函数USER_initialize()

3、驱动器IO控制函数USER_ioctl()

4、读取扇区数据的函数USER_read()

5、将数据写入扇区的函数USER_write()

6、获取RTC时间的函数get_fattime()

五、在SPI-Flash芯片上使用文件系统

1、主程序功能

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