RT-Thread-基于RT-Thread：W25Q128虚拟U盘与文件系统的自由切换RT-Thread问答社区

基于RT-Thread：W25Q128虚拟U盘与文件系统的自由切换

发布于 2022-05-19 17:24:34 浏览：2934 订阅该版

需求：将W25Q128部分空间搭载文件系统，并虚拟成U盘可通过USB连接至电脑实现文件拷贝
硬件：STM32F103ZET6 + W25Q128
说明：默认W25Q128已调通，可搭载文件系统

[RT-Thread：W25Q128虚拟U盘并搭载文件系统](https://blog.csdn.net/weixin_41738023/article/details/113446959)
[RT-Thread：STM32F407虚拟U盘，无法识别拔出问题解决方案](https://blog.csdn.net/weixin_41738023/article/details/113442189)

- 1、W25Q128分区
    使用fal组件给spi flash 分区（如何分区见fal介绍），分区表如下，调试时usb_disk暂分4M空间
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220519/a923171fc7575b1317983c248c839d0c.png)

注：每个分区的起始地址需要是1024的整数倍
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220524/8bfcec490ca0612d42cac460c729a54f.png)

- 2、在env中使能USB
使用menuconfig打开配置环境
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220519/06c2cde332479872c9273ecf2eace9a3.png.webp)

- 3、开启大容量存储设备
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220519/2676ed1f33c5a5f0b3003a59b489c7fa.png.webp)

保存配置后，更新、编译工程，会发现工程多了usb相关文件，如下图：
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220519/750ae55bcf1118e382723dd1808ae53f.png)

- 4、开启USB时钟
这一步注意一点USB时钟必须为48MHZ，使用STM32CubeMX配置
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220519/6ab94f5d929391e0a714e7847ce07a6b.png.webp)
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220519/caeb91c6b8818ed68e58e1544937a2b8.png)

经过测试，事实上，上面两图中的USB以及USB DEVICE配置根本没用到，只需要配置好USB的时钟
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220519/b9a8e80076360d7c358ac8cbe46f9235.png)
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220519/95eb5e7bf1874fed24523572d9914db3.png)

- 5、工程修改
我这取消了函数stm_usbd_register()的自启动，把它放在了main函数里测试，
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220519/0e3205282f1076b95e01f9f2c8a90650.png)

stm_usbd_register启动usbd线程大概流程如下：
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220519/f9c240cf251289eeb901466f43f45820.png)

编译工程无误后下载，运行程序得到如下所示：
可见usb_disk分区已被创建成Block Device且当前未被占用
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220519/a6709d718835778f5a23aedb03b8bda4.png)

连接USB后，再次list_device，如下所示，发现usb_disk分区被USB占用
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220519/ea5d37cd9929419ab4931a9b68e2c3d3.png)

且电脑成功识别到U盘，可在内创建文件
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220519/5016a1a334d903a59ac11d19b7586e44.png)
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220519/ac42c710139d9589c16cb6b01356c5f2.png.webp)

- 6、如何解除USB占用？
和电脑断开连接后，发现USB并未解除占用
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220519/56a45b71ee299a221902e927a1e5ae88.png)

分析中断函数发现
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220519/35375de1812af8f4d4fa5cc81533dfb8.png)

![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220519/1be79181a6fc6e87965e31cb104f97cc.png)
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220519/6259472787a5e2f86ef62dde3411945d.png)

这里需要调用函数HAL_PCD_DisconnectCallback(hpcd)，阅读代码发现该函数中已实现具体功能，流程如下图示：
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220519/24a6f1041e7f8539e396759c7940b7b6.png.webp)
注：第三步截图有误

最终会调用函数_function_disable(ufunction_t func)来解除占用		
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220519/e8dfba8abb92400df7b76eaf8a17b58b.png)

因此可以在解除占用后将文件系统挂载到usb_disk分区，如下图所示：
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220523/abd1e9c577e6d46bbf0a5ce08fd77189.png.webp)

注：我的工程中将elm挂载到usb_disk分区的根目录，系统启动时手动调用函数 int rt_spi_w25q128_init(void);
```
//w25q128初始化
int rt_spi_w25q128_init(void)
{
	struct fal_blk_device *blk_dev;
	struct statfs elm_stat;
	
	//step1：给spi2总线上注册0号从设备，片选PB12
	rt_hw_spi_device_attach(SPI_BUS_NAME, W25Q_SPI_DEVICE_NAME, GPIOB, GPIO_PIN_12);
	
	//step2：将W25Q128挂载到spi2总线上，设备名spi20
	if (rt_sfud_flash_probe(W25Q_FLASH_NAME,"spi20"))
	{
		rt_kprintf("[D/w25q128]rt sfud flash probe success!\n");		
	}
	else
	{
		rt_kprintf("[E/w25q128]rt sfud flash probe failed!\n");
		return RT_ERROR;
	}
	
	//step3：验证spi驱动以及W25Q128驱动是否正常
	if (rt_device_find("W25Q128") != RT_NULL)
	{
		rt_kprintf("[D/w25q128]W25Q128 successfully mounted to bus spi2 \n");
	}
	else
	{
		rt_kprintf("[E/w25q128]find W25Q128 failed!\n");
		goto NEXT_STEP;
	}
	
	//step4：flash抽象层初始化，分区管理
	fal_init();	
	
	//step5：创建块设备usb_disk
	blk_dev = (struct fal_blk_device *)fal_blk_device_create(USB_DISK_DEV_NAME);
	
FLASH_MOUNT:
    //挂载elm到usb_disk分区根目录 "/"
    if(dfs_mount(USB_DISK_DEV_NAME, "/", "elm", 0, 0) == 0)//挂载elm文件系统到根目录
	{
        rt_kprintf("[D/w25q128]elm fs mount to '/' success.\n");
	}
	else
	{
		rt_kprintf("[E/w25q128]elm fs mount to '/' failed!\n");
		//首次挂载文件系统需要将usb_disk分区格式化elm文件系统
		if(dfs_mkfs("elm", USB_DISK_DEV_NAME) == 0)
			rt_kprintf("[D/w25q128]make elm fs success.\n");
		goto FLASH_MOUNT;
	}
	
	//获取文件系统信息
    if(statfs("/", &elm_stat) == 0)
        rt_kprintf("[D/w25q128]elm fs block size: %d, total blocks: %d, free blocks: %d.\n", elm_stat.f_bsize, elm_stat.f_blocks, elm_stat.f_bfree);
NEXT_STEP:
	return RT_EOK;
}
```
为了方便操作，将文件系统挂载和卸载再次封装了一下
```
//usb_disk分区挂载文件系统
void usb_disk_mount(void)
{
	if(rt_device_find("usb_disk") != RT_NULL) 
	{
		FLASH_MOUNT:
		/* mount elmfat file system to usb_disk */
		if(dfs_mount("usb_disk", "/", "elm", 0, 0) == 0)//挂载文件系统到根目录
		{
			rt_kprintf("[D/w25q128]elmfs mount to usb_disk '/' success.\n");
		}
		else
		{
			rt_kprintf("[E/w25q128]elmfs mount to usb_disk '/' failed!\n");
			/* make a elmfat format filesystem */
			if(dfs_mkfs("elm", "usb_disk") == 0)//将usb_disk分区格式化elm文件系统
			{
				rt_kprintf("[D/w25q128]make elmfs success.\n");
			}
			goto FLASH_MOUNT;
		}
	}
}

//usb_disk分区卸载文件系统
void usb_disk_unmount(void)
{
	if(rt_device_find("usb_disk") != RT_NULL) 
	{
		/*卸载文件系统*/
		if(dfs_unmount("/") == 0)
		{
			rt_kprintf("[D/w25q128]elmfs unmount success!\n");
		} 
		else 
		{
			rt_kprintf("[E/w25q128]elmfs unmount failed!\n");
		}
	}
}
```

- 7、如何解除文件系统占用？
连接到电脑后，应立即卸载文件系统，再使能U盘功能。调用过程如下:
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220523/34416beb592cca0042ad6cec79558041.png)

到此即实现了U盘和文件系统的自由切换
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220524/deb5a381baabf1ffdf60fbeb57024ede.png.webp)