Luat读写SD卡/TF卡,通过fatfs模块

使用自定义的Lod, 通过spi读写sd/tf卡

## 高能预警

当前版本 v0034 还没有内置fatfs的, 这里用的是自定义lod文件

update: 2019-06-18 更新到0034底层,并提供编译好的lod

## 代码预览

```lua
pmd.ldoset(6,pmd.LDO_VMMC) -- 必须打开供电
--fatfs.debug() -- 调试模式,会打印很多日志,帮助排错
fatfs.init() -- 初始化, 默认连接SPI_1, 片选是GPIO3
local fsm, err = fatfs.getfree() -- 获取磁盘信息
if fsm ~= nil then
    log.info("FatFS","Total", tostring(fsm.total_kb) .. "kb", tostring(fsm.total_kb/1024) .. "mb")
    log.info("FatFS","Free", tostring(fsm.free_kb) .. "kb", tostring(fsm.free_kb/1024) .. "mb")
end
-- 读取文件
local re, cnt, msg = fatfs.readfile("lua.txt")
if cnt ~= nil then
    log.info("FatFS", "lua.txt", "content ---> ", cnt);
end
-- 播放mp3目录下的sms.mp3文件
--fatfs.playmp3("/mp3/sms.mp3")
```

## 如何做到的?

先列一下前提和已知条件:

1. SD卡(或者常用的小卡, TF卡),是支持SPI方式进行访问的,但比SDIO模式慢
2. Air202/Air268/Air168/Air800均提供了SPI功能,而且性能还不错
3. FAT16/FAT32可以通过fatfs进行访问,对接底层需要实现几个基础方法

把关键点逐个击破

* 第一步, 知晓SD的SPI协议, 通过直接调用luat的spi, 完成卡的初始化,容量读取,读取数据块,跑通基本逻辑,验证可能性
* 第二步, 下载luat的lod源码(一说csdk), 编译出原始lod, 并验证c模块的加载
* 第三步, 把fatfs源码集成进lod源码, 并实现几个核心api, 完成对sd的读写

## 使用的硬件

* Air202 S5/Air800 M4 开发板
* TF卡/SD卡一张, 确保只有一个分区, 并格式化为FAT32, 根目录放几个文件,英文命名
* TF卡读写模块

接线:

|Air800 M4|TF模块|说明|
|------|------|---|
|5V |VCC    |供电|
|GND |GND   |地|
|SPI1_SCL/GPIO_8 |SCL|时钟|
|SPI1_MISO/GPIO_12  |SDI|数据输入|
|SPI1_MOSI/GPIO_11|SDO|数据输出|
|**GPIO_3**   |CS |片选,不要错(可配置)|

## 如何使用

* 首先, 需要访问 https://gitee.com/wendal/Luat_Lod_Source , 如果您有码云账号, 麻烦点个star
* 然后, 访问附件, 下载 Luat_V0032_8955.lod 或者 Luat_V0034_8955_fatfs.lod
* 再接着, 把lod和 [main.lua](https://gitee.com/wendal/Luat_Lod_Source/blob/add_fatfs/sdtest/main.lua) 下载到 你的开发板
* 开机,看日志

## 已经支持的API

|方法名|用途|
|------|------|
|mount |初始化,必须调用一次且仅一次|
|getfree |获取空间信息,在mount之后调用   |
|unmount |取消挂载,通常不需要调用|
|mkfs  |格式化SD/TF卡|
|debug|调试模式,如果发现bug,请开启之,不需要传参数|
|lsdir   | 列出目录下的文件|
|mkdir   | 创建目录|
|stat   | 获取文件/文件夹信息|
|open   | 打开文件,返回举报|
|read   | 使用句柄读取文件数据|
|write   | 使用句柄写入文件数据|
|seek   | 移动句柄指针|
|close   | 关闭文件句柄|
|unlink   | 删除文件/文件夹|
|rename   | 文件改名|
|readfile   | 直接读取文件内容,简易方法|
|playmp3   | 播放sd卡上的mp3文件|

## 固件里面到底改了什么?

如果你看到这里,应该是的确有心用SD卡了,那么我需要澄清几个问题:
1. 并不变砖, 虽然我刷挂了一块板子, 原因是选错了lod, 而不是因为fatfs. 编译目录里面有2个lod文件, 一大一小, 刷小的会挂(这点比较坑).
2. fatfs对源码的修改并不大, 只是添加一个库,并引用它 **源码级别的引用** , 并没有去修改其他模块的代码, 也不会影响其他模块的功能
3. 同样的修改可以应用到老的lod源码, 独立性很强的

修改的内容(注意文件编码,都是GB2312):

1. 添加 `cust_src/elua/lib/fatfs` 目录, 所有实现代码都在这里
2. 修改 `cust_src/cust_module_list.mk` 添加对fatfs目录编译引用
```makefile
// 在末尾添加
LOCAL_MODULE_DEPENDS  += cust_src/elua/lib/fatfs
```
3. 修改 `cust_src/elua/modules/include/auxmods.h`
```c
// 在125行附近添加, 是新建2行, 前后都要加空行
#define AUXLIB_FATFS     "fatfs"
LUALIB_API int ( luaopen_fatfs )( lua_State *L );
```
4. 修改 `cust_src/elua/platform/coolsand/include/platform_conf.h`

```c
// 在141行加入,前后不要加空行!!! 注意末尾的斜杠!!
_ROM( AUXLIB_FATFS, luaopen_fatfs, fatfs_map ) \

```

是的,就修改这4个地方, 没有对其他模块进行修改的.

## fatfs库的源码是怎么实现的

* 首先,它是最新的FatFs R0.13c
* 然后,主要代码来源于ffsample里面的generic, 这是一个非常完善的demo, 经过我多天的摸索, 发现替换掉里面的几个底层方法,就可以很好地适配Air系列的SPI, 分别是 `dly_us(延时函数)` `xmit_mmc(发送函数)` `rcvr_mmc(接收函数)`, 这里代码都在diskio.c文件里面
* 最后,就是fatfs的lua绑定了, 这部分只能从0开始写了

## 还有什么不足

* 还不能与FLOAT固件兼容,应该是固件空间的设置问题,还没搞懂
* 还需要支持模拟SPI的方式
* 需要提高读写速度,当前速度还是有点慢, 部分原因是SPI的速率还没找到最合适的
* 延时函数只能到毫秒级, 如果实现us级别,读写速度更快
* 还不知道get_fattime,导致当前创建的文件,时间是固定的

嗯,大概就是这样,希望大家喜欢这个fatfs模块

发表于 2018-12-16 22:40
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