潘多拉 RT-Thread SD 卡文件系统
实验概述
本实验我们将 TF 卡插入潘多拉 IoT 开发板上 TF 卡槽中并作为文件系统的存储设备，我们将在 TF 卡上创建文件系统（格式化卡），然后挂载文件系统到 RT-Thread 操作系统中。文件系统挂载成功后，就可以使用文件系统提供的功能对目录和文件进行读写操作了！
SD 卡和 TF 卡的区别是：SD 卡一般是相机使用的大的内存卡，TF 就是手机使用的小的内存卡。SD 卡是 Secure Digital Card 的英文缩写，直译就是“安全数字卡”。 TF 卡即是 T-Flash 卡，又叫 micro SD 卡，即微型 SD 卡。
硬件连接
潘多拉 IoT Board 板载的一个标准 TF 卡接口（TF_CARD），采用 SPI 方式驱动（硬件 SPI1），原理图如下所示：
示例代码
参考《潘多拉 IoT Board 开发环境》创建工程，在 applications/main.c 中输入如下代码。它的作用是将块设备 sd0 中的文件系统以 fatfs 文件系统格式挂载到根目录 / 上。
#include <rtthread.h>
#include <dfs_fs.h>
#define DBG_TAG "main"
#define DBG_LVL DBG_LOG
#include <rtdbg.h>
int main(void)
{
#ifdef BSP_USING_TF_CARD
/* 挂载 TF 卡中的文件系统，参数 elm 表示挂载的文件系统类型为 elm-fat 文件系统*/
if (dfs_mount("sd0", "/", "elm", 0, 0) == 0)
{
LOG_I("Filesystem initialized!");
}
else
{
LOG_E("Failed to initialize filesystem!");
}
#endif /*BSP_USING_TF_CARD*/
return 0;
}
挂载操作中所用 的块设备 sd0 是基于 spi10 设备而创建的，创建块设备的代码在 board/ports/drv_sdcard.c 文件中。spi10 设备是挂载在硬件 SPI1 总线上的第一个 SPI 设备，因此命名为 spi10，该设备就是本次挂载的 SD 卡。msd_init 函数会在 spi10 设备上进行探测，并基于该设备创建名为 sd0 的块设备，用于文件系统的挂载，代码如下所示：
#ifdef BSP_USING_SDCARD
static int rt_hw_spi1_tfcard(void)
{
__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
rt_hw_spi_device_attach("spi1", "spi10", GPIOC, GPIO_PIN_3);
return msd_init("sd0", "spi10");
}
INIT_DEVICE_EXPORT(rt_hw_spi1_tfcard);
#endif /* BSP_USING_SDCARD */
编译运行
开启 DFS（device file system）虚拟文件系统，具体路径如下：
RT-Thread Components --->
Device virtual file system --->
配置如下：
使能 SD 卡探测功能，具体路径如下：
Hardware Drivers Config --->
Onboard Peripheral Drivers --->
[*] Enable SDCARD (spi1)
保存配置，执行下面命令下载软件包
pkgs --update
编译工程
$ scons
...
LINK rt-thread.elf
arm-none-eabi-objcopy -O binary rt-thread.elf rtthread.bin
arm-none-eabi-size rt-thread.elf
text data bss dec hex filename
159592 2160 4540 166292 28994 rt-thread.elf
scons: done building targets.
将 bin 文件上传到 STM32
st-flash write rt-thread.bin 0x8000000
打开串口终端，输出如下内容
\ | /
- RT - Thread Operating System
/ | \ 4.1.0 build Jan 6 2022 01:05:59
2006 - 2021 Copyright by rt-thread team
[I/app.card] sd card mount to '/'
[I/main] Filesystem initialized!
msh />
按下复位按键重启开发板，如果看到提示 "Failed to initialize filesystem! ，这是因为 TF 卡中还没有创建文件系统。如果确定自己的卡是 fat 格式，可以忽略。否则在 msh 中使用下面命令，可以在块设备 sd0 中创建 elm-fat 类型的文件系统，即对 TF 卡执行格式化。
mkfs -t elm sd0
注意：mkfs 操作会清空存储设备中的数据，请谨慎操作。
接下来就可以在 SD 卡中进行读写操作：
msh />ls # 使用 ls 命令查看文件系统目录信息
Directory /: # 可以看到已经存在根目录 /
msh />mkdir getiot # 创建 getiot 目录
msh />ls # 查看目录信息
Directory /:
getiot <DIR>
msh />cd getiot # 切换到 getiot 目录
msh /getiot>echo "hello rt-thread!" # 将字符串输出到标准输出
hello rt-thread!
msh /getiot>echo "hello rt-thread!" hello.txt # 将字符串输出到 hello.txt 文件
msh /getiot>ls # 查看目录信息
Directory /getiot:
hello.txt 16
msh /getiot>cat hello.txt # 查看文件内容
hello rt-thread!
msh /getiot>rm hello.txt # 删除文件
msh /getiot>cd .. # 切换到上一级目录
msh />rm -r getiot # 删除目录
msh />ls # 查看目录信息
Directory /:
msh />
思考总结
DFS 是 RT-Thread 提供的虚拟文件系统组件，全称为 Device File System，即设备虚拟文件系统，文件系统的名称使用类似 UNIX 文件、文件夹的风格，根目录使用 / 来表示。
挂载文件系统之前一定要确认 TF 卡被格式化为 Fat 文件系统，否则会挂载失败。