基于STM32F103XX微處理器的Micr0 SD卡讀寫
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從Micro SD卡中寫入一個數據塊與讀取數據塊相似。主機發(fā)送CMD24(MSD_WRITE_BLOCK)命令啟動寫操作過程，Micro SD卡將以R1命令響應格式進行應答。如果命令響應，則進行寫操作，主機發(fā)送起始令牌，然后發(fā)送固定數量的數據字節(jié)(512 B)，返回一個數據響應令牌，指示需要寫入的數據是否完成，最后是2個字節(jié)的CRC校驗，寫入一個數據塊由函數u8 MSD_WriteBuffer(u8*pBuffer，u32 WriteAddr，u32 Num-ByteToWrite)來完成，向Micro SD卡寫數據函數中的參數與向Micro sD卡讀數據函數中的參數相同。讀／寫單塊數據流程如圖3所示。
2．3 Micro SD卡的文件存儲
由于需要Micro SD卡上的數據能夠在計算機上直接讀／寫，所以Micro SD卡文件系統必須與計算機的文件系統一致。目前常用的文件系統主要有微軟的FATl2，FATl6，FAT32，NTFS，以及Linux系統下的 EXT2，EXT3等。由于微軟Windows的廣泛應用，在當前的消費類電子產品中，用得最多的還是FAT文件系統，如U盤、MP3，MP4，數碼相機等，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，對于單片機系統設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。FAT FS是一種完全免費開源的FAT文件系統模塊，是專門為小型嵌入式系統而設計的。它完全用標準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計的，所以具有良好的層次結構，如圖4所示。最頂層是應用層，使用者無需理會FAT FSModule的內部結構和復雜的FAT協議，只需要調用Module提供給用戶的一系列應用接口函數，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)文件數據長度的需要，而后尋找第一個空閑的簇號，并修改對應的FDT表項。根據文件的大小，不斷循環(huán)查找下一個空閑的簇，同時修改當前FAT項目為下一個簇號，直到最后一個FAT項寫入0xFFFFH，以表示文件結束。新建目錄時，只需要提供函數CreateDir()函數新建目錄的目錄名，其過程和創(chuàng)建文件一樣，只是不需要提供數據相關的信息。
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。當讀取Micro SD卡上的文件時，首先要根據文件名查找到文件加目錄登記項(F-DT)，根據文件中目錄登記項中起始簇號即可以找到文件在數據DATA區(qū)中的第一簇內容，并且可以在FAT表中找到第二個簇號。根據第二個簇號又能讀取第二簇的數據和FAT中第三個簇號，這樣就可以讀取全部文件數據。寫文件時要保證 FAT1和FAT2內容的一致性，即要對兩個FAT進行同樣的寫操作。當要在已有的文件中增添數據時，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，以便新添加數據與這最后一個扇區(qū)匯合，超過扇區(qū)的數據在申請新的空閑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DeleteFile()刪除文件的文件名和擴展名。刪除文件時，不涉及數據區(qū)的操作，只須在文件的目錄登記項(FDT)上做一個刪除標記，并把文件在FAT表中所占用的簇標記為“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，則將在對應的FDT表項中第一個字節(jié)內容改為0xE5H，表示該FDT表項的內容已經被刪除，新建文件可以使用該表項。最后還需要將FAT表中所有文件相關簇項目的內容都改成Ox0000，釋放出所對應的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，則將對應的FDT表項中第一個字節(jié)內容改為0xE5H。然后讀出對應目錄的起始簇號，在該簇號中去刪除該目錄下的所有文件。
3 結語
該方案已經成功應用于遠程智能心臟檢測儀器中，為心臟檢測儀器的數據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據信息以FAT32標準文件的格式保存于Micro sD卡中，數據文件可在Windows下讀取，在保證高性價比的同時，又方便了數據的進一步分析和處理。
本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/162539.htm
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