STM32文件系统操作指南：5个实战案例，随心存储

# 1. STM32文件系统简介**

文件系统是管理和组织存储设备上数据的软件系统。它提供了对文件和目录的访问、创建、修改和删除等基本操作。STM32微控制器支持多种文件系统，包括FATFS、LittleFS和SPIFFS。这些文件系统提供了不同的功能和性能特性，以满足各种嵌入式应用的需求。

选择合适的STM32文件系统取决于应用的具体要求。例如，FATFS适用于需要与其他系统兼容的应用，而LittleFS则适用于需要低功耗和高性能的应用。SPIFFS非常适合存储配置信息或日志数据等只读数据。

# 2. 文件系统操作基础

### 2.1 文件系统类型和选择

**文件系统类型**

STM32支持多种文件系统类型，每种类型都有其独特的特性和适用场景：

| 文件系统类型 | 特性 | 适用场景 |
|---|---|---|
| FATFS | 兼容性好，支持长文件名 | 存储大容量数据，如图片、视频 |
| LittleFS | 小巧高效，适合嵌入式系统 | 日志记录、配置信息存储 |
| SPIFFS | 适用于闪存设备，支持快速挂载和卸载 | 存储小文件，如配置信息 |

**文件系统选择**

选择合适的文件系统时，需要考虑以下因素：

* **存储空间：**文件系统的大小限制。
* **性能：**文件读写速度和挂载时间。
* **可靠性：**文件系统的容错能力。
* **兼容性：**与其他设备或应用程序的兼容性。

### 2.2 文件和目录操作

**文件操作**

文件操作包括创建、打开、关闭、读写和删除文件。

// 创建文件
FILE *fp = fopen("myfile.txt", "w");

// 打开文件
fp = fopen("myfile.txt", "r");

// 关闭文件
fclose(fp);

// 写入文件
fwrite("Hello World!", 1, 12, fp);

// 读取文件
char buffer[100];
fread(buffer, 1, 100, fp);

**目录操作**

目录操作包括创建、删除、打开和关闭目录，以及列出目录中的文件和目录。

// 创建目录
mkdir("mydir");

// 删除目录
rmdir("mydir");

// 打开目录
DIR *dir = opendir("mydir");

// 关闭目录
closedir(dir);

// 列出目录中的文件和目录
struct dirent *entry;
while ((entry = readdir(dir)) != NULL) {
  printf("%s\n", entry->d_name);
}

### 2.3 文件读写操作

**文件读写模式**

文件读写模式指定文件打开时的访问权限：

* **"r"：**只读
* **"w"：**只写（覆盖现有内容）
* **"a"：**追加（在文件末尾写入）
* **"r+"：**读写（从文件开头开始）
* **"w+"：**读写（覆盖现有内容）
* **"a+"：**读写（从文件末尾开始）

**文件读写函数**

文件读写函数用于从文件读取数据或向文件写入数据：

* **fread()：**从文件读取数据
* **fwrite()：**向文件写入数据
* **fseek()：**设置文件指针位置
* **ftell()：**获取文件指针位置

// 从文件读取数据
char buffer[100];
fread(buffer, 1, 100, fp);

// 向文件写入数据
fwrite("Hello World!", 1, 12, fp);

// 设置文件指针位置
fseek(fp, 5, SEEK_SET);

// 获取文件指针位置
long pos = ftell(fp);

# 3. 文件系统实战案例

### 3.1 使用FATFS文件系统存储数据

FATFS（文件分配表文件系统）是一种广泛用于嵌入式系统的文件系统，它具有简单、可靠和高效的特点。本章节将介绍如何使用FATFS文件系统在STM32微控制器上存储数据。

#### 3.1.1 初始化FATFS文件系统

FRESULT f_init(FATFS *fs, const TCHAR *path, BYTE opt);

| 参数 | 说明 |
|---|---|
| fs | FATFS结构体指针 |
| path | 驱动器路径 |
| opt | 选项，可以是0或1（以只读模式挂载） |

#### 3.1.2 打开文件

FRESULT f_open(FIL *fp, const TCHAR *path, BYTE mode);

| 参数 | 说明 |
|---|---|
| fp | 文件对象指针 |
| path | 文件路径 |
| mode | 打开模式，可以是FA_READ、FA_WRITE或FA_CREATE_NEW |

#### 3.1.3 写入数据

FRESULT f_write(FIL *fp, const void *buf, UINT btw, UINT *bw);

| 参数 | 说明 |
|---|---|
| fp | 文件对象指针 |
| buf | 要写入数据的缓冲区 |
| btw | 要写入的数据长度 |
| bw | 实际写入的数据长度 |

#### 3.1.4 读取数据

FRESULT f_read(FIL *fp, void *buf, UINT btr, UINT *br);

| 参数 | 说明 |
|---|---|
| fp | 文件对象指针 |
| buf | 要读取数据的缓冲区 |
| btr | 要读取的数据长度 |
| br | 实际读取的数据长度 |

#### 3.1.5 关闭文件

FRESULT f_close(FIL *fp);

| 参数 | 说明 |
|---|---|
| fp | 文件对象指针 |

### 3.2 使用LittleFS文件系统实现日志记录

LittleFS是一种轻量级、高性能的