轻松掌握嵌入式文件操作（C语言FatFS库从入门到实战）

准备工作

在开始之前，请确保你已准备好以下内容：

1. 一个支持 SPI 或 SDIO 接口的微控制器开发板（如 STM32F103C8T6）
2. 一张 MicroSD 卡及读卡器
3. 开发环境（如 Keil、STM32CubeIDE 或 PlatformIO）
4. FatFS 官方源码

第一步：集成 FatFS 到你的项目

1. 下载 FatFS 源码后，你会看到如下关键文件：

• ff.h：主头文件
• ff.c：核心实现
• diskio.h：磁盘 I/O 层接口
• diskio.c：需用户实现的底层驱动模板
• ffconf.h：配置文件

2. 将这些文件添加到你的工程目录中。

3. 修改 ffconf.h 配置（例如启用长文件名、设置代码页等）：

#define _USE_LFN     3      /* 启用长文件名支持 */#define _MAX_LFN     255    /* 最大文件名长度 */#define _CODE_PAGE   936    /* 中文代码页（简体中文） */

第二步：实现底层磁盘驱动

FatFS 本身不包含硬件驱动，你需要根据自己的硬件平台实现 diskio.c 中的几个函数：

• disk_initialize()：初始化 SD 卡
• disk_read()：从 SD 卡读取数据块
• disk_write()：向 SD 卡写入数据块
• disk_ioctl()：控制命令（如获取扇区大小）

以 STM32 为例，你可以使用 HAL 库或标准外设库编写 SPI 通信代码。这里是一个简化版的 disk_read 示例：

DRESULT disk_read (    BYTE pdrv,        /* 物理驱动号 */    BYTE *buff,       /* 数据缓冲区 */    LBA_t sector,     /* 起始扇区 */    UINT count        /* 扇区数量 */){    if (SD_ReadBlocks(buff, sector, count) == BSP_ERROR_NONE) {        return RES_OK;    }    return RES_ERROR;}

第三步：挂载文件系统并操作文件

一切准备就绪后，就可以在主程序中使用 FatFS 提供的 API 了。下面是一个完整的示例：创建文件并写入文本。

#include "ff.h"int main(void){    FATFS fs;           // 文件系统对象    FIL fil;            // 文件对象    FRESULT res;        // 函数返回值    UINT bw;            // 实际写入字节数    // 挂载文件系统（逻辑驱动器 0）    res = f_mount(&fs, "0:", 1);    if (res != FR_OK) {        // 挂载失败处理        while(1);    }    // 创建/打开文件    res = f_open(&fil, "0:/hello.txt", FA_CREATE_ALWAYS | FA_WRITE);    if (res == FR_OK) {        // 写入数据        f_write(&fil, "Hello, FatFS!\r\n", 16, &bw);        f_close(&fil);    }    // 卸载文件系统    f_mount(NULL, "0:", 0);    while(1);}

这段代码展示了如何使用 FatFS 库完成基本的文件写入操作。常见的 API 还包括：

• f_read()：读取文件
• f_lseek()：移动文件指针
• f_opendir() / f_readdir()：遍历目录
• f_unlink()：删除文件

常见问题与调试技巧

- 挂载失败（FR_DISK_ERR）：检查 SD 卡是否插入、SPI 通信是否正常。

- 写入无效：确认 disk_write 是否正确实现，并且 SD 卡未写保护。

- 使用 f_printf 需要额外包含 ff_stdio.c 并配置 _USE_STRFUNC。

结语

通过本教程，你应该已经掌握了如何在 C 语言项目中使用 FatFS 库 来操作 FAT 文件系统。无论是记录传感器数据、存储配置文件，还是播放音频文件，FatFS 都能为你提供稳定可靠的文件管理能力。

记住，关键在于正确实现底层磁盘驱动。一旦打通这一层，上层文件操作将变得异常简单。希望这篇 FatFS 教程 能帮助你在嵌入式开发中更高效地处理文件系统需求！

关键词回顾：FatFS库、C语言文件系统、嵌入式文件操作、FatFS教程。