HCS12X單片機(jī)的SD卡FAT文件系統(tǒng)讀寫(xiě)設(shè)計(jì)

SD卡單塊數(shù)據(jù)的寫(xiě)入與讀取相似，通過(guò)單片機(jī)發(fā)送CMD24(CMD_WRITE_SINGLE_BLOCK)命令，以SD卡指定數(shù)據(jù)塊起始位地址作為參數(shù)，如果讀取成功SD卡會(huì)返回1個(gè)R1命令作為響應(yīng)。然后發(fā)送1個(gè)起始數(shù)據(jù)命令，接著發(fā)送單塊字節(jié)數(shù)量的需寫(xiě)入數(shù)據(jù)，最后是2字節(jié)CRC校驗(yàn)。
3．5 FAT文件系統(tǒng)信息讀取
為了SD卡文件數(shù)據(jù)管理方便并且與PC機(jī)之間兼容得更好，同時(shí)考慮到SD卡自身容量的限制，選擇FATl6文件系統(tǒng)對(duì)SD卡信息進(jìn)行管理。
為了方便管理和擴(kuò)展性開(kāi)發(fā)，對(duì)SD卡進(jìn)行了分區(qū)。模擬硬盤(pán)模式創(chuàng)建出了MBR區(qū)(主引導(dǎo)扇區(qū))與DBR區(qū)(操作系統(tǒng)引導(dǎo)記錄區(qū))，在向下兼容的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)分區(qū)過(guò)的SD卡FAT文件系統(tǒng)的讀寫(xiě)。
SD卡數(shù)據(jù)可分為5部分：MBR區(qū)、DBR區(qū)、FAT區(qū)、DIR區(qū)和DATA區(qū)。MBR區(qū)是主引導(dǎo)區(qū)，位于整個(gè)SD卡的第1單塊上。在總共512字節(jié)的主引導(dǎo)扇區(qū)中，MBR只占用了其中的446個(gè)字節(jié)，另外的64個(gè)字節(jié)是DPT(Disk Partition Table，分區(qū)表)，最后2個(gè)字節(jié)“55 AA”是分區(qū)的結(jié)束標(biāo)志。這整體構(gòu)成了SD卡的主引導(dǎo)扇區(qū)。DBR是操作系統(tǒng)引導(dǎo)記錄區(qū)，是操作系統(tǒng)可以直接訪問(wèn)的第1個(gè)扇區(qū)，它包括1個(gè)引導(dǎo)程序和1個(gè)被稱為BPB(Bios Parameter Block)的本分區(qū)參數(shù)記錄表。BPB參數(shù)塊記錄著本分區(qū)的起始扇區(qū)、結(jié)束扇區(qū)、文件存儲(chǔ)格式、硬盤(pán)介質(zhì)描述符、根目錄大小、FAT、個(gè)數(shù)，分配單元的大小等重要參數(shù)。
FAT文件系統(tǒng)的分區(qū)有如下幾個(gè)部分：保留區(qū)，存放FAT文件系統(tǒng)的重要參數(shù)和引導(dǎo)程序；FAT表，記錄簇使用情況；根目錄區(qū)，記錄根目錄信息。
本文中單片機(jī)對(duì)FAT系統(tǒng)的讀寫(xiě)利用的是MBR區(qū)上的DPT分區(qū)表信息，用于找到FAT分區(qū)。然后通過(guò)FAT分區(qū)的DBR區(qū)上的BPB分區(qū)參數(shù)記錄表信息找到根目錄，讀取根目錄信息并通過(guò)FAT表中的文件簇信息實(shí)現(xiàn)文件的管理。
研究中為方便代碼的移植和優(yōu)化，在FAT初始化的時(shí)候?qū)⒆x寫(xiě)扇區(qū)函數(shù)指針指向Micro SD卡的讀寫(xiě)函數(shù)，并使用了2個(gè)結(jié)構(gòu)體來(lái)存儲(chǔ)SD卡的MBR與DBR信息。但鑒于單片機(jī)自身的內(nèi)存容量，又建立了1個(gè)SimpleFat．c程序文件，只存儲(chǔ)程序所需的幾個(gè)地址常量：StartMbrAddress(MBR起始地址)、StartDbrAddress(DBR起始地址)、StartFatlAddress(FATl表起始地址)以及SeePerClu(簇扇區(qū)數(shù)量)，大大減小了單片機(jī)內(nèi)存的開(kāi)銷。