振南的znFAT(振南长期原创研究,51实现SD卡FAT32文件系统)

只看该作者 · 2009-10-21 00:59

本帖最后由 znmcu 于 2009-10-21 02:19 编辑

在EDNCHINA那边已经开了小组 http://group.**/2158 ，已经开放了很多源码与实验
znFAT的主要研究内容是在51单片机上实现SD卡等存储设备上的FAT32文件系统。

此项研究振南从1年前开始，直至今日。希望对对存储设备与单片机上的FAT32文件系统感兴趣的同志有所帮助

起初研究FAT32的原因在于项目需求，后来发现FAT32这个东西可研究的东西还是很多的，掌握了它的核心思想与技术，可以使单片机上的实验或单片机能干的事情，上一个层次。

代码（在1年的时间，znFAT更新了无数次代码版本号，现在最新到5.03）
这里提供znFAT5.03全部原代码及keil工程，程序已经加入详细注释，欢迎关注振南的znFAT--单片机上的FAT32文件系统
下载链接：http://www.znmcu.cn/znfatsd.rar

Keil代码工程截图:

znFAT5.03中实现了众多的文件操作功能，如下：

上面的代码实现的功能是使用超级终端通过串口向单片机发送命令，就像DOS一样，比如dir \*.mp3，这样单片机就会从串口返回SD卡的根目录下的所有的MP3文件。具体操作情况下面图：

只看该作者 · 2009-10-21 01:24

znFAT是单片机进行在存储设备上实现文件操作的基石，使用它，我们可以直接读取SD卡等存储设备上的文件，或在其上创建文件，写入数据等等。
围绕znFAT和众多存储设备，振南在应用层（也就是在文件系统和存储设备的基础上加入其它功能模块，作了一些综合性的实验）也作了很多实验，大家可以关心一下：
（当然所以实验均基于硬件平台，这就是振南一直在作的代号为“天狼星”的开发板）

读SD卡上的TXT文件，显示在TFT液晶上（HZK16汉字库文件存在SD卡上）
演示视频：
http://v.youku.com/v_show/id_XMTEzNDk2MjIw.html

读U盘上的MP3文件，将数据送到VS1003解码器播放（读U盘使用的是CH375，实现CH375读写U盘扇区后，将此驱动接口与znFAT进行融合，从而实现对U盘文件的操作，VS1003部分，在天狼星板上的专门的功能模块）
http://v.youku.com/v_show/id_XMTE5MzA1Mzky.html

读SD卡上的MP3文件进行播放
http://v.youku.com/v_show/id_XMTEzMjU2NTY0.html

读SD卡上的BMP文件显示在TFT液晶上
http://v.youku.com/v_show/id_XMTE4NzAwMTYw.html

这就是天狼星板上的各个功能模块，再加上振南的znFAT，所作的一些实验。
功能模块，如VS1003 MP3解码模块、TFT模块等等，在硬件是一个个独立的模块，在程序上也是.c.h形式的程序模块，当然znFAT也是这种形式（znFAT.h znFAT.c），使得可以在很短时间内构建出一个功能较为复杂的实验工程，同时工程结构也是非常清晰的。

稍候会将上面这些实验的源代码和工程发布上来，供大家研究参考！

只看该作者 · 2009-10-21 10:42

上传源代码（SD卡MP3播放器实验）

实验描述：
此程序用于在振南的天狼星精华板上实现枚举播放。通过嵌入的
znFAT(振南原创的FAT32文件系统解决方案)实现对MP3文件的枚举
及读取，读取的数据直接送到VS1003 音频解码器，从而实现对根
目录下的所有MP3文件的依次播放。(在实验前请先确保SD卡为FAT32
文件系统，并向SD卡的根目录中拷入了至少一个MP3文件)

运行效果：
此程序进行于STC的12系列单片机，晶振为22M对低于128kbps的MP3
文件支持的很好，播放非常流畅，对于较高采样率的MP3文件，如192kbps、
320kbps，则较为吃力，51单片机的速度毕竟有限。实测在运行于40M的情况
播放160kbps的MP3是很流畅的。基本就是这种性能水平。

实验分析：
此程序中均采用IO模拟SPI的方法，因此SPI的速度达不到太高。对于SD卡的驱动
是使用SPI模式，速度是比较慢的，而且中间再加入一层文件系统（znFAT），它介于
底层扇区读写与上层的文件操作之间，这部分会占用单片机的运行时间。最后对VS1003的驱动也是串行的，SPI，同样也是IO模拟的，所以整体性能就是现在的水平。

实验意义：
此实验中SD卡扇区驱动与VS1003的驱动代码量均较少，主要的核心仍是znFAT，它将前级的SD卡与后面的VS1003 MP3解码连接在了一起。能够对znFAT打开文件、读取数据等功能进行较为严格的测试（包括性能上、正确性上）

代码工程预览截图：

源代码下载:
http://www.znmcu.cn/code/sdmp3/sdmp3.rar

只看该作者 · 2009-10-21 10:53

基于51的平台，有点儿过时了。。。
现在ARM的售价几乎都比51低了。

只看该作者 · 2009-10-21 11:11

太好了，我做的板子用的就是STC12。
可以移植ZN的代码试验试验

只看该作者 · 2009-10-21 11:19

STC 51的现在推广的力度还是很大的，在它上面作，主要是因为用起来方便，同时使用的人群也大
我用的STC12系列单片机 STC12C5A60S2 价格是7块钱，还算便宜了吧。
当然放在ARM上会发挥代码更大的性能优势。
作为研究，其实很多还是把实验目标放在51上的，最通用，也最方便
大家觉得呢

2万 · 2009-10-21 14:33

大致看了下，不错！

可惜没有做长文件名

2万 · 2009-10-21 14:34

至于平台，其实移植到别的IC上思相当简单的事，
不能因此贬低它哦~

只看该作者 · 2009-10-21 14:44

嗯，本身我是不太精通DSP、STM32、AVR这些，不过我把代码送给了一些网友，他们已经移植到这些芯片上去了，是没有问题的

只看该作者 · 2009-10-21 16:44

长文件名,中文文件名是关键.
小内存芯片很难搞定unicode

只看该作者 · 2009-10-21 16:55

关于长名实现上是没有问题的，基本就是把一个文件目录项前面的所有长名项都拼起来，最后导出一个UNICODE码序列。UNICODE带来的困扰主要在于显示等方面

只看该作者 · 2009-10-21 20:49

我和LZ的想法不谋而合了。
我也是对51比较熟，想学习一些知识（包括以太网，USB，SD/MMC，MP3等）于是就做了一块多功能的STC51。基本功能都调通了，现在播放MP3还有些问题，正好可以移植LZ的程序实验。

只看该作者 · 2009-10-21 22:28

本帖最后由 znmcu 于 2009-10-21 22:37 编辑

现在znFAT，单片机实现SD上的FAT32文件系统的研究已经告一段落，现在在准备出一本这方面的书
讲讲SD卡、FAT32文件系统以及应用方面的内容，也已经联系了出版社。
最大的一个问题就是，这方面的书现在市面上还是非常少的，从而对这方面技术的需求与以后书的受欢迎程度、发行销量造成疑问。
想问一下，关于SD卡等存储设备，以及FAT32文件系统，关心这方面的人有多少？有多少想了解这些东西，真正需要用到这些东西！
写稿子的过程我希望还是抱着一种“莫问前程，但行善事”的心理。不管它以后受欢迎程序有多少，都一定要把自己研究的东西写出来。

只看该作者 · 2009-10-21 22:36

“末问前程，但作善事”
顶

只看该作者 · 2009-10-22 08:28

楼主的想法我能理解，毕竟刚开始学MCU,ARM的人主要关注的还是IO,AD,PWM,UART,SPI,中断等基础的应用。根据这样的需求市面上这类书也很多。
一般是MCU玩到一定程度后才会考虑文件系统，网络，USB，SD/MMC卡等应用，但是到这个程度的人数量就不多了，这方面的书就更少了。
希望LZ出这本书。

只看该作者 · 2009-10-22 08:32

主题很好.

只看该作者 · 2009-10-22 10:25

实验：
SD卡BMP显示在TFT

实验描述：
此程序将读取SD卡的根目录下的test1.bmp、test2.bmp、
test3.bmp3文件（132X132的24位BMP，预先作好图像方
向处理）显示在TFT液晶上。

实验分析：
SD卡上的文件读取通过znFAT来实现，将24位的
BMP文件的像素数据转换为RGB565的16位数值写
入TFT液晶中。由于采用IO模拟SPI同时文件读取缓
冲区较小，因此显示速度较慢。

代码工程截图：

代码下载：
http://www.znmcu.cn/code/sdtft/sdbmptft.rar

只看该作者 · 2009-10-22 17:41

上传《振南的znFAT--单片机上的FAT32文件系统》初稿前言
http://www.znmcu.cn/znsznfat/qy.pdf

只看该作者 · 2009-12-10 09:15

下载不下来

2万 · 2009-12-10 09:20

bucuo

振南的znFAT(振南长期原创研究,51实现SD卡FAT32文件系统)

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