基于STM32F103XX微處理器的Micr0 SD卡讀寫
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從Micro SD卡中寫入一個數(shù)據(jù)塊與讀取數(shù)據(jù)塊相似。主機發(fā)送CMD24(MSD_WRITE_BLOCK)命令啟動寫操作過程，Micro SD卡將以R1命令響應(yīng)格式進行應(yīng)答。如果命令響應(yīng)，則進行寫操作，主機發(fā)送起始令牌，然后發(fā)送固定數(shù)量的數(shù)據(jù)字節(jié)(512 B)，返回一個數(shù)據(jù)響應(yīng)令牌，指示需要寫入的數(shù)據(jù)是否完成，最后是2個字節(jié)的CRC校驗，寫入一個數(shù)據(jù)塊由函數(shù)u8 MSD_WriteBuffer(u8*pBuffer，u32 WriteAddr，u32 Num-ByteToWrite)來完成，向Micro SD卡寫數(shù)據(jù)函數(shù)中的參數(shù)與向Micro sD卡讀數(shù)據(jù)函數(shù)中的參數(shù)相同。讀／寫單塊數(shù)據(jù)流程如圖3所示。
2．3 Micro SD卡的文件存儲
由于需要Micro SD卡上的數(shù)據(jù)能夠在計算機上直接讀／寫，所以Micro SD卡文件系統(tǒng)必須與計算機的文件系統(tǒng)一致。目前常用的文件系統(tǒng)主要有微軟的FATl2，F(xiàn)ATl6，F(xiàn)AT32，NTFS，以及Linux系統(tǒng)下的 EXT2，EXT3等。由于微軟Windows的廣泛應(yīng)用，在當(dāng)前的消費類電子產(chǎn)品中，用得最多的還是FAT文件系統(tǒng)，如U盤、MP3，MP4，數(shù)碼相機等，所以找到一款容易移植和使用、占用硬件資源相對較小而功能又強大的FAT開源文件系統(tǒng)，對于單片機系統(tǒng)設(shè)計者來說是很重要的。所以在Micro SD卡存儲機制上，移植了FAT FS文件系統(tǒng)。FAT FS是一種完全免費開源的FAT文件系統(tǒng)模塊，是專門為小型嵌入式系統(tǒng)而設(shè)計的。它完全用標(biāo)準(zhǔn)C語言編寫，所以具有良好的硬件平臺獨立性，可以移植到多種平臺而只需做簡單的修改。需要使用者編寫移植代碼的是FAT FS提供的底層接口，包括存儲介質(zhì)讀／寫接口DiskIO和供給文件創(chuàng)建修改時間的實時時鐘RTC。
FAT FS Module一開始就是為了能在不同的單片機上使用而設(shè)計的，所以具有良好的層次結(jié)構(gòu)，如圖4所示。最頂層是應(yīng)用層，使用者無需理會FAT FSModule的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的FAT協(xié)議，只需要調(diào)用Module提供給用戶的一系列應(yīng)用接口函數(shù)，如f-open，f-read，f- write，f-Close等就可以像在PC上讀／寫文件那樣簡單。
2．3．1 文件(或目錄)創(chuàng)建
在Micro SD卡上創(chuàng)建文件(或目錄)的過程就是在文件目錄表中申請登記項的過程。首先程序要檢測文件目錄表(FDT)中是否已經(jīng)存在該文件，然后申請空閑的FDT 表項。如果存在同名的文件，則返回，創(chuàng)建文件(或目錄)失敗。申請FDT表項成功后，程序會檢測磁盤剩余的空間是否滿足新創(chuàng)文件數(shù)據(jù)長度的需要，而后尋找第一個空閑的簇號，并修改對應(yīng)的FDT表項。根據(jù)文件的大小，不斷循環(huán)查找下一個空閑的簇，同時修改當(dāng)前FAT項目為下一個簇號，直到最后一個FAT項寫入0xFFFFH，以表示文件結(jié)束。新建目錄時，只需要提供函數(shù)CreateDir()函數(shù)新建目錄的目錄名，其過程和創(chuàng)建文件一樣，只是不需要提供數(shù)據(jù)相關(guān)的信息。
2．3．2 文件的讀寫
Micro SD卡上的文件都是以簇(Cluster)為單位存取的。當(dāng)讀取Micro SD卡上的文件時，首先要根據(jù)文件名查找到文件加目錄登記項(F-DT)，根據(jù)文件中目錄登記項中起始簇號即可以找到文件在數(shù)據(jù)DATA區(qū)中的第一簇內(nèi)容，并且可以在FAT表中找到第二個簇號。根據(jù)第二個簇號又能讀取第二簇的數(shù)據(jù)和FAT中第三個簇號，這樣就可以讀取全部文件數(shù)據(jù)。寫文件時要保證 FAT1和FAT2內(nèi)容的一致性，即要對兩個FAT進行同樣的寫操作。當(dāng)要在已有的文件中增添數(shù)據(jù)時，程序首先要分析原有文件最后一個扇區(qū)還有多少剩余空閑字節(jié)數(shù)，以便新添加數(shù)據(jù)與這最后一個扇區(qū)匯合，超過扇區(qū)的數(shù)據(jù)在申請新的空閑FAT表項時，其過程與新建文件類似。在文件的最后一簇填寫0xFFFFH 表示文件結(jié)束。
2．3．3 文件(或目錄)的刪除
刪除文件的操作需要提供函數(shù)DeleteFile()刪除文件的文件名和擴展名。刪除文件時，不涉及數(shù)據(jù)區(qū)的操作，只須在文件的目錄登記項(FDT)上做一個刪除標(biāo)記，并把文件在FAT表中所占用的簇標(biāo)記為“空簇”。
程序先在FDT中查找是否有同名文件，如果存在同名文件，則將在對應(yīng)的FDT表項中第一個字節(jié)內(nèi)容改為0xE5H，表示該FDT表項的內(nèi)容已經(jīng)被刪除，新建文件可以使用該表項。最后還需要將FAT表中所有文件相關(guān)簇項目的內(nèi)容都改成Ox0000，釋放出所對應(yīng)的Micro SD卡磁盤空間。若未找到同名文件，則返回一個錯誤值。刪除目錄的操作只需要提供函數(shù)DeleteDir()刪除目錄的目錄名。程序先在FDT中查找是否有同名目錄項，如果存在同名目錄項，則將對應(yīng)的FDT表項中第一個字節(jié)內(nèi)容改為0xE5H。然后讀出對應(yīng)目錄的起始簇號，在該簇號中去刪除該目錄下的所有文件。
3 結(jié)語
該方案已經(jīng)成功應(yīng)用于遠程智能心臟檢測儀器中，為心臟檢測儀器的數(shù)據(jù)采集提供了一種非易失性存儲器的解決方案，遠程智能心臟檢測儀器采集得到的數(shù)據(jù)信息以FAT32標(biāo)準(zhǔn)文件的格式保存于Micro sD卡中，數(shù)據(jù)文件可在Windows下讀取，在保證高性價比的同時，又方便了數(shù)據(jù)的進一步分析和處理。
本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/162539.htm
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