使用FRDM-K64F + FatFs以及KSDK 1.2.0制作的数据记录仪

不吃肉的小孩

本篇文章介绍如何使用Kinetis SDK 1.2.0附带的FatFs库以及Eclipse Luna的Processor Expert进行设置。FatFs是一个通用的FAT文件系统，主要用于小型文件系统，由Chan编写。我比较喜欢使用Processor Expert，可能是因为它产生的代码量通常比直接使用KSDK库文件要小一些。我遇到了很多陷阱以及复杂的设置，并且想和大家分享最终我是如何使它正常工作的。

前提条件

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在开始之前，请确保已经对开发环境进行了设置，并且在Eclipse Luna已经可以使用KSDK1.2.0编译和调试代码。如果没有，请参考另一篇文章：工具链：KSDK1.2.0与Eclipse4.4（Luna）以及GNU ARM插件。

建立新的工程

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1.  在Eclipse中，在顶部菜单移动鼠标到“File”菜单项，在下拉菜单中选择“Kinetis Project”。

2.  给工程起个名字。我倾向于使用这种方式进行命名，开始是开发板或者是处理器的类型，紧跟着下划线，然后是工程的目的，这样我也可以创建用于其他开发板/处理器的相同目的的工程。设置工程的位置，我用的是工作区的默认位置。点击Next。

3.  选择使用的开发板，然后点击Next。

4.  选择“KSDK 1.2.0”。设置KSDK路径的位置，我用的是绝对路径，如果你已经在Windows操作系统的环境变量中设置了路径，命名为“KSDK_PATH”，指向KSDK文件夹的位置，你也可以选择环境变量。我的KSDK的位置是安装的默认位置。

确保已经选中“Processor Expert”复选框。选择的角度单选按钮和工程的模式没有联系。单击Next按钮。

5.  选择“GNU C Compiler”，并点击“Finish”按钮。

注意：Processor Expert完成工程的初始化源码需要等待一段时间。通过查看Eclipse右下角，请密切关注进度何时达到100%。

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打开Processor Expert

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在继续之前，请确保现在可以生成工程，并且没有错误。如果有错误，那么请确保你已经按照指示进行操作，并且理解了文章工具链：KSDK以及Eclipse 4.4（Luna）和GNU ARM插件中描述的如何设置Eclipse环境，特别是“设置Eclipse工作区首选项”部分。

1.  打开 Processor Expert，在Eclipse的右上角有一个按钮。

如果没有，请点击“Open Perspective”按钮，然后在出现的表中选择“Processor Expert”。

添加SD卡组件

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1.  点击“Components Library”选项卡，搜索组件“fsl_sdcard”并双击。

2.  在Components窗口选择“memoryCard1:fsl_sdcard”。

3.  单击“Component Inspector”选项卡。然后选择Initialization选项卡。取消选中“Auto initialization”。这一步是非常重要的，因为FatFs组件将会替我们完成初始化。其实即使你不使用FatFs，每次想要打开SD卡的文件，需要手动执行这一步。

4.  现在返回Components窗口，展开"memoryCard1:fsl_sdcard"组件，然后选择“fsl_sdhc1:fsl_sdhc”组件。

5.  单击“Component Inspector”选项卡。然后选择“Configurations”选项卡，然后发送模式选择“ADMA2”。确保选择“GPIO”用于Card detection type。FRDM-K64F开发板的SD卡卡座和连接到PTE6的开关相连，用来监测卡的插入。SD卡卡座本身也可以检测卡的插入，但是通过设置和使用GPIO引脚会更容易些。

不用担心时钟总线设置成400KHz，当fsl_sdcard组件初始化后，该组件最终能达到50MHz。你不会在这个例子中看到该代码，但是基本上，当FatFs组件打卡一个文件时，该组件执行挂载检测SD卡，然后初始化fsl_sdcard，以不同的速度进行，首先100KHz，然后400KHz，然后25MHz，最后是50MHz。

6.  现在切换到“Pins”选项卡。参考FRDM-K64F开发板的用户手册的第7部分“Secure digital card”，然后将引脚按照指定的进行映射。

7.  现在切换到“Initialization”选项卡。我们需要确保生成了中断服务程序的处理程序，因为fsl_sdcard初始化会用到。我们不能添加处理程序，除非先启用“Auto initialisation”然后勾选“Install interrupts”复选框。除了能够安装中断以外，没有什么特殊的需要来设置“Auto initialise”。预计KSDK以后的版本又能会分开这两个属性。幸运的是，当fsl_sdcard程序的初始化代码先关闭fsl_sdhc，然后重新初始化时，启用Auto initialization并没有引起危害。

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添加Init_Port组件

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1.  单击“Components Library”选项卡，搜索组件Init_Port并双击。

2.  在Components窗口选择“PORTA:Init_PORT”。

3.  单击“Component Inspector”。将Device改成“PORTE”，启用Clock gate，初始化Pin 0，设置Mux control为“SDHC01_D1”。

对于引脚0-5，请参考K64的参考手册K64P144M120SF5RM的“3.9.7.2 SD bus pullup/pulldown constraints”章节，该章节介绍了需要启用的上拉电阻设置 以及需要“Pull Up”的Pull选择。

我没有找到相关的文档，但是我发现仅当slew rate设置成“Fast”以及Drive strength设置成“High”，SD卡主机才能运行在50MHz。

添加GPIO组件

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1.  单击“Components Library”选项卡，搜索组件fsl_gpio并双击。

2.  在Components窗口选择“gpio1:fsl_gpio”。

3.  单击“Component Inspector”选项卡。选择Input pins选项卡，在Input configuration 0部分将Pin改成“SD_CARD_DETECT”，也是PET6引脚。我们需要检测SD卡何时插入，所以在该引脚上我们需要一个中断，在Interrupt/DMA下选择“Interrupt on either edge”。参考 FRDM-K64F开发板用户手册的第7章节：“Secure digital card”。在该章节里指出当插入SD卡时，该引脚与VDD短路。因此，我们必须保证该引脚处于下拉状态。勾选Pull enable复选框，设置Pull select为“Down”。取消勾选Passive filter和Digital filter。

4.  选择Output pins选项卡。取消勾选Output pins复选框。我们不需要配置任何GPIO为输出引脚。

5.  选择Initialization选项卡。确保勾选“Auto initialization”和“Input pins”复选框。取消勾选Output pins复选框。现在这里需要注意的是在Interrupts下PORTE的中断是禁止的。参见下一步启用该中断。

6.  要启用PORTE中断，选择“Events”选项卡，然后在PORTE IRQ handler旁边选择“generate code”。如果转回到Properties选项卡，你应该会看到现在启用了PORTE的中断。