本设计主要目标是在CubeMX开发平台上实现FatFS文件系统的移植，目标成果是在电脑端和SD卡之间通过串口进行通信，并完成SD卡的读写功能。详细来说，SD卡的读功能是通过编写代码将SD卡的log.txt文件夹内的数据和内容读出，并通过串口将读出的数据和内容发送至电脑端，使电脑端的操作人员可以获取SD卡内的具体内容。同样地，SD卡的写功能是电脑端的操作人员写入想要存在SD卡上的内容，并通过串口将写入的内容发送至SD卡，实现串口数据流在目标存储器SD卡上的信息记录。常规的文件系统软件设计涉及SD 卡的通信函数和FatFs 的移植，由于CubeMX开发平台可以自行完成项目工程文件、基础代码以及第三方中间件和外设的初始化，只需通过CubeMX图形化界面配置，便能选择诸如SDIO、SPI、USB等不同FatFS底层驱动实现，在本设计中，选用SDIO作为底层外设接口，且SD卡的驱动和移植等工作均由CubeMX平台通过图形化配置来完成，大大缩减了工作量。在实际的测试代码编写中，只需通过调用移植后的FatFS 上层API函数来编写SD卡的相关功能程序即可。

研究内容

本设计是基于STM32f103ZET6嵌入式MCU控制器的Fat FS文件系统设计，该系统可以将客户前端待存储或者需保留的数据通过串口发送到外部存储SD卡端，实现数据的存储和保留，从而可以释放前端的存储数据，节约内存空间。

本论文包括以下几个方面的研究：

（1）基于 STM32f103ZET6嵌入式MCU控制器的最小系统硬件设计，主要包括电源供电电路、系统复位电路、时钟晶振电路和调试接口电路。

（2）SD卡存储模块设计，包括SD卡的驱动、SDIO模式下的数据读写存储设计。

（3）Fat FS文件系统的移植设计。

（4）通过串口收发数据实现PC端和SD卡的通信功能设计。

研究框架

本文讨论了基于CubeMX的FatFS文件系统设计的方达、FatFS在CubeMX软件配置中的整体体系结构与具体实现过程。组织结构安排如下：

第一章：阐述了课题的研究背景、意义、内容、方法和框架。

第二章：对系统的总体功能和重要模块进行具体介绍，介绍了FatFS文件系统的结构原理和SD卡的结构规范等理论知识。 

第三章：FatFS文件系统的硬件设计。包括MCU控制器最小系统硬件电路设计、SD卡接口硬件设计和串口通信设计，并给出了各个电路部分的具体硬件实现电路。

第四章：FatFS文件系统的软件设计。首先介绍了本设计所采用的CubeMX软件设计平台，而后给出了系统软件设计的整体结构，最后对各个模块的程序设计进行具体的流程介绍和与原理解释。

第五章：文件系统的测试。将该系统上电调试，看是否实现了本次设计的要求和目标，简要对测试结果进行记录和总结。

第六章：对目前已完成的工作进行总结，分析所存在的问题与不足，并且对之后的进一步工作进行展望。

本系统主要实现数据在PC端和外部存储器SD卡上的转移和存储，从而达到释放前端的存储数据，节约前端内存空间的目的。PC端和外部存储器SD卡之间通过串口进行通信，传输待存储保留的数据，且通信模式采用SD卡的SDIO模式，同时采用STM32系列芯片作为本系统的主控制器。

该系统的主要工作流程如下：系统从USB口处取出5V电压用以供给系统工作，通过专门的电源转换芯片转为3.3V供系统核心MCU工作。系统正常工作时，驱动挂载SD卡，打开串口进行通信，接受PC端发送来的数据，并将这些数据通过SDIO模式与SD卡建立通信，在与SD卡建立通信时，先检查SD卡中是否存在txt.log文件，如果没有则先建立txt.log文件，最后将这些数据追加写入存储在SD卡上。