LPC1114 FAT下读写SD卡

发表于 2010-7-19 20:33

前一贴里利用的是SSP总线下进行扇区的读写，这一贴将在FAT文件系统下进**的读写。

本来想自己写个简单的FAT文件系统，但是，在前不就，本人写了个FAT在AVR ICC下能够正常的运行，移植到LPC2148中来时死活不运行，这让我对自己写FAT失去了信心。本身FAT就是个比较复杂的东东，没有那么都时间去写。

再说了自己写的总是兼容性上有一定的问题。所以，决定还是移植一个比较好的文件系统吧。

在网络上的文件系统常见的有四个：UC/FS；ZLG/FS；efsl；FatFS。

第一个：UC/FS。文件系统没得什么说的，UCOSII那个公司开发的，稳定性，兼容性应该都不会差。

第二个：ZLG/FS。周立功的很多的开发板上面都送了这个文件系统的源代码的，在网上找到一个现成的读写硬盘的，只是是基于LPC2200系列的处理器的。

第三个：efsl。是一个开源的项目，免费，只需要提供读扇区和写扇区2个函数。第四个是FatFs，跟efsl一样，也是一个开源的项目，移植的时候比efsl多几个简单的函数。

第四个：FatFS。开源，免费，高效！

通过综合考虑，决定移植第四个。

发表于 2010-7-19 20:34

网上移植的文字很多，大家可以参考一下：http://www.cnblogs.com/ylshu/archive/2009/09/25/1574106.html

   在FatFs R0.08中，文件结构稍有改变。如果需要可以到官方网进行下载：http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html

FatFs的FatFs有两个文件夹，一个是 doc ，FatFs的说明，包括特性，系统函数，以及可能的一些问题，另一个就是源代码文件夹src了，总共8个文件，diskio.c和diskio.h是硬件层，ff.c和ff.h是FatFs的文件系统层和文件系统的API层，integer.h是文件系统所用到的数据类型的定义，ffconf.h为文件系统配置文件，tff.c和tff.h是Tiny的文件系统层和文件系统的API层，还有一个00readme.txt简要的介绍了FatFSHE FatFs/Tiny，包括他们所支持的API，怎么配置等等。

   移植的问题：

   第一个数据类型：在integer.h里面去定义好数据的类型。这里需要了解你用的编译器的数据类型，并根据编译器定义好数据类型。

   第二个就是配置：打开ffconf.h（我用的FatFs，不是Tiny，可以在此头文件中进行定义），文件系统的配置裁剪等均在此头文件中进行定义配置。

   第三个函数编写：打开diskio.c，进行底层驱动编写。

disk_initialize  -  Initialize disk drive

disk_status    -  Get disk status

disk_read    -  Read sector(s)

disk_write    -  Write sector(s)

disk_ioctl       -  Control device dependent features

get_fattime    -  Get current time

disk_initialize : 如果不需要可以直接返回0；也可以调用SD初始化函数。

   disk_status: 不需要直接返回。

   disk_read:    注意参数，如果读取多个扇区时一定要编写一个读多个扇区的函数，而不能用循环来调用读单个扇区的函数否则效率就不搞了。

   disk_write:    和上面的disk_read函数一样。

   disk_ioctl:    仅仅在格式化的时候被使用，在调试读写的时候，这个函数直接让他返回0就OK 了。

   get_fattime: 获取时间，此函数是通过RTC获取，如果没有此功能的可以用别的方式获取，不用的话，返回0就行。

移植就主要是更改这些，之后就可以运行试试了。

发表于 2010-7-19 20:34

了移植FatFs提高SD卡的读写速度，特定编写一个多扇区读写函数。

发表于 2010-7-19 20:34

移植代码待续……

发表于 2010-7-19 20:34

/**************************************************************************************
* FunctionName : MMCReadMultipleBolck()
* Description : 读取一扇区数据到buffer缓冲中
* EntryParameter : NO
* ReturnValue : 返回操作状态：失败-1；成功-0
**************************************************************************************/
uint8_t MMCReadMultipleBolck(uint32_t addr,uint8_t *buf,uint8_t count)
{
uint16_t i;

  if (MMCWriteCmd(CMD18,0xFF,addr) != 0x00)          // 发送CMD18
  {
   return 1;                                  // 读取失败
  }

  do
  {
while (SSPTransceiver(0xFF) != 0xFE)
{
;                               // 等待数据接受开始，受到0xFE表示开始
}

for (i=0; i<512; i++)                      // 读取数据
{
*buf++ = SSPTransceiver(0xFF);
}

SSPTransceiver(0xFF);                // 取走CRC字节
SSPTransceiver(0xFF);

  }while (--count);

  MMCWriteCmd(CMD12,0xFF,0x00);                   // CMD12发送停止命令

  return 0;
}

发表于 2010-7-19 20:34

**************************************************************************************
* FunctionName : MMCWriteMultipleBlock()
* Description : 把buffer中的数据写入一个扇区中
* EntryParameter : NO
* ReturnValue : NO
**************************************************************************************/
uint8_t MMCWriteMultipleBlock(uint32_t addr,uint8_t *buf,uint8_t count)
{
uint16_t i;
uint8_t tmp;

if (MMCWriteCmd(CMD25,0xFF,addr) != 0x00) // 发送CMD25到SD卡中去
{
return 1; // 写入失败
}

do
{
SSPTransceiver(0xFC); // Send start block token 0xfc (0x11111100)

for (i=0; i<512; i++) // 写入数据
{
SSPTransceiver(*buf++);
}

SSPTransceiver(0xFF); // 写入CRC字节
SSPTransceiver(0xFF);
tmp = SSPTransceiver(0xFF); // 读取XXX0 0101字节
tmp &= 0x1F;

if (tmp != 0x05)
{
return 1; // 写入失败
}

while (SSPTransceiver(0xFF) == 0x00)
{
; // BUSY等待
}
}while (--count);

SSPTransceiver(0xFD); // send 'stop transmission token'
while (SSPTransceiver(0xFF) == 0x00)
{
; // BUSY等待
}

return 0;
}

发表于 2010-7-19 20:35

添加的SD卡多扇区读写函数：

/**************************************************************************************

* FunctionName : MMCReadMultipleBolck()

* Description : 读取一扇区数据到buffer缓冲中

* EntryParameter : NO * ReturnValue :

返回操作状态：失败-1；成功-0

**************************************************************************************/

uint8_t MMCReadMultipleBolck(uint32_t addr,uint8_t *buf,uint8_t count)

{

uint16_t i;

if (MMCWriteCmd(CMD18,0xFF,addr) != 0x00) // 发送CMD18

{

return 1; // 读取失败

}

do

{

while (SSPTransceiver(0xFF) != 0xFE)

{

; // 等待数据接受开始，受到0xFE表示开始

}

for (i=0; i<512; i++) // 读取数据

{ *buf++ = SSPTransceiver(0xFF); }

SSPTransceiver(0xFF); // 取走CRC字节

SSPTransceiver(0xFF);

}while (--count);

MMCWriteCmd(CMD12,0xFF,0x00); // CMD12发送停止命令

return 0;

}

/**************************************************************************************

* FunctionName : MMCWriteMultipleBlock()

* Description : 把buffer中的数据写入一个扇区中

* EntryParameter : NO

* ReturnValue : NO

**************************************************************************************/

uint8_t MMCWriteMultipleBlock(uint32_t addr,uint8_t *buf,uint8_t count)

{

uint16_t i; uint8_t tmp;

if (MMCWriteCmd(CMD25,0xFF,addr) != 0x00) // 发送CMD25到SD卡中去

{

return 1; // 写入失败

}

do

{

SSPTransceiver(0xFC); // Send start block token 0xfc (0x11111100)

for (i=0; i<512; i++) // 写入数据

{

SSPTransceiver(*buf++);

}

SSPTransceiver(0xFF); // 写入CRC字节

SSPTransceiver(0xFF);

tmp = SSPTransceiver(0xFF); // 读取XXX0 0101字节

tmp &= 0x1F;

if (tmp != 0x05)

{

return 1; // 写入失败

}

while (SSPTransceiver(0xFF) == 0x00)

{

; // BUSY等待

}

}while (--count);

SSPTransceiver(0xFD); // send 'stop transmission token'

while (SSPTransceiver(0xFF) == 0x00)

{

; // BUSY等待

}

return 0;

}

发表于 2010-7-19 20:35

移植代码：

/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* Inidialize a Drive                                                 */
/*-----------------------------------------------------------------------*/

DSTATUS disk_initialize (
BYTE drv          /* Physical drive nmuber (0..) */
)
{
DSTATUS stat;

if (drv)
{
  return STA_NOINIT;       /* Supports only single drive */
}

if (!MMCInit())                /* Initialization succeded */
{
   stat &= ~STA_NOINIT;       /* Clear STA_NOINIT */
}

return stat;
}

/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* Return Disk Status                                                 */
/*-----------------------------------------------------------------------*/

DSTATUS disk_status (
BYTE drv  /* Physical drive nmuber (0..) */
)
{
DSTATUS stat;

if (drv)
{
  return STA_NOINIT;    /* Supports only single drive */
}
else
{
  stat = 0;
}

return stat;
}

/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* Read Sector(s)                                                       */
/*-----------------------------------------------------------------------*/

DRESULT disk_read (
BYTE drv,  /* Physical drive nmuber (0..) */
BYTE *buff,  /* Data buffer to store read data */
DWORD sector, /* Sector address (LBA) */
BYTE count  /* Number of sectors to read (1..255) */
)
{
if (drv || (!count))
{
  return RES_PARERR;
}
//if (Stat & STA_NOINIT) return RES_NOTRDY;

if (count == 1)  /* Single block read */
{
if (!MMCReadSingleBolck(sector,buff))
{
   count = 0;
}
}
else          /* Multiple block read */
{
  if(!MMCReadMultipleBolck(sector,buff,count))
  {
      count = 0;
  }
}

return (count ? RES_ERROR : RES_OK);
}

发表于 2010-7-19 20:36

/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* Write Sector(s)                                                    */
/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* The FatFs module will issue multiple sector transfer request
/  (count > 1) to the disk I/O layer. The disk function should process
/  the multiple sector transfer properly Do. not translate it into
/  multiple single sector transfers to the media, or the data read/write
/  performance may be drasticaly decreased. */

#if _READONLY == 0
DRESULT disk_write (
BYTE drv, /* Physical drive nmuber (0..) */
const BYTE *buff, /* Data to be written */
DWORD sector,  /* Sector address (LBA) */
BYTE count /* Number of sectors to write (1..255) */
)
{
if (drv || (!count))
{
  // translate the reslut code here
  return RES_PARERR;
}
//if (Stat & STA_NOINIT) return RES_NOTRDY;

if (count == 1)  /* Single block write */
{
if (!MMCWriteSingleBlock(sector,buff))
{
   count = 0;
}
}
else          /* Multiple block write */
{
  if(!MMCWriteMultipleBlock(sector,buff,count))
  {
      count = 0;
  }
}

return (count ? RES_ERROR : RES_OK);
}
#endif /* _READONLY */

/*-----------------------------------------------------------------------*/
/* Miscellaneous Functions                                              */
/*-----------------------------------------------------------------------*/

DRESULT disk_ioctl (
BYTE drv,  /* Physical drive nmuber (0..) */
BYTE ctrl,  /* Control code */
void *buff  /* Buffer to send/receive control data */
)
{
DRESULT res;
BYTE n, csd[16];
DWORD csize;

if (drv)
{
  return RES_PARERR;
}
//if (stat & STA_NOINIT) return RES_NOTRDY;

res = RES_ERROR;
//if (Stat & STA_NOINIT) return RES_NOTRDY;

switch (ctrl)
{
   case CTRL_SYNC    : res = RES_OK; break;
   case GET_SECTOR_COUNT: /* Get number of sectors on the disk (WORD) */
      if((MMCWriteCmd(CMD9,0x95,0x00) == 0) && MMCCSD_CID(CMD9, csd))
      {
            if((csd[0] >> 6) == 1) /* SDC ver 2.00 */
            {
               csize = csd[9] + ((WORD)csd[8] << 8) + 1;
               *(DWORD*)buff = (DWORD)csize << 10;
            }
            else /* MMC or SDC ver 1.XX */
            {
               n = (csd[5] & 15) + ((csd[10] & 128) >> 7) + ((csd[9] & 3) << 1) + 2;
               csize = (csd[8] >> 6) + ((WORD)csd[7] << 2) + ((WORD)(csd[6] & 3) << 10) + 1;
               *(DWORD*)buff = (DWORD)csize << (n - 9);
            }
            res = RES_OK;
      }
      break;

   case GET_SECTOR_SIZE : /* Get sectors on the disk (WORD) */
                  *(WORD*)buff = 512;
                  res = RES_OK;
                  break;

   case GET_BLOCK_SIZE  : if ((MMCWriteCmd(CMD9,0x95,0x00) == 0) && MMCCSD_CID(CMD9, csd)) /* Read CSD */
                     {
                        *(DWORD*)buff = (((csd[10] & 63) << 1) + ((WORD)(csd[11] & 128) >> 7) + 1) << ((csd[13] >> 6) - 1);
                        res = RES_OK;
                     }
                        break;

   default             : res = RES_PARERR; break;
}

return res;
}

编写好以上代码后就可以用API函数进行文件操作了。

发表于 2010-7-19 20:36

FatFs API函数应用之一

// 文件读取函数

/**************************************************************************************
* FunctionName : AppFileRead()
* Description : 读取文件
* EntryParameter : fileName - 需要读取的文件名或路径
* ReturnValue : 成功返回-0；失败返回-1
**************************************************************************************/
uint8_t AppFileRead(const TCHAR *fileName)
{
FATFS fs;             /*Work area (file system object) for logical drive*/
FIL file;             /*file objects*/
UINT  br;             /*File R/W count*/
//FRESULT res;       /* FatFs function common result code */

/*Register a work area for logical drive 0*/
f_mount(0, &fs);

/*Create file*/
if(f_open(&file, fileName, FA_READ))
{
  return 1;
}
else
{
  do
  {
AppClearBuffer(0x00); // 缓冲清零
if(f_read(&file, Buffer, 512, &br))
{
return 1;
}
else
{
//UARTSend(Buffer, 512);
UARTSendString((const CHAR *)Buffer);  // 发送读取文件
}
  } while (br);  // 判断是否读完(br == 0，表示读取完成)

  /*Close all files*/
   f_close(&file); // 关闭文件，必须和f_open函数成对出现
}

/*Unregister a work area before discard it*/
f_mount(0, 0);

return 0;
}

在编写这个函数时要注意顺序：

1.  f_mount(0, &fs)                                     // 申请空间

2.  f_open(&file, fileName, FA_READ)       // 打开文件

3.  f_read(&file, Buffer, 512, &br)                // 读文件
4.  f_close(&file)                                        // 关闭文件

5.  f_mount(0, 0)                                        // 释放空间

发表于 2010-7-19 20:36

FatFs API函数应用之二

文件扫描

/**************************************************************************************
* FunctionName : AppScanFiles()
* Description : 扫描文件
* EntryParameter : path - 路径
* ReturnValue : 成功返回-0；失败返回-1
**************************************************************************************/
FRESULT AppScanFiles(CHAR* path)
{
FATFS fs;             /*Work area (file system object) for logical drive*/
FRESULT res;
FILINFO fno;
DIR dir;
int length;          // 目录长度
CHAR *fn;
CHAR pathName[100];    // 存放目录

#if _USE_LFN
static char lfn[_MAX_LFN * (_DF1S ? 2 : 1) + 1];
fno.lfname = lfn;
fno.lfsize = sizeof(lfn);
#endif

f_mount(0, &fs);                            // 一定不能少

strcpy(pathName,path);
res = f_opendir(&dir, pathName);

res = f_opendir(&dir, path);                // 打开目录
if (res == FR_OK)
{
   length = strlen(path);                   // 获取目录长度
      for (;;)
      {
         res = f_readdir(&dir, &fno);          // 读目录
         if (res != FR_OK || fno.fname[0] == 0)
         {
         break;
         }

         if (fno.fname[0] == '.')             // 一个点代表当前目录，两个点代表上级目
         {
         continue;
         }

#if _USE_LFN // 长文件名
         fn = *fno.lfname ? fno.lfname : fno.fname;
#else       // 短文件名
         fn = fno.fname;
#endif

         if (fno.fattrib & AM_DIR)          // Directory
         {
            //sprintf(&path[length], "/%s", fn);

         strcat(pathName,"/");
         strcat(pathName,fn);
         res = AppScanFiles(pathName);
            //res = AppScanFiles(path);
            if (res != FR_OK) break;
            path[length] = 0;
         }
         else
         {
         UARTSendString(fn);             // 串口输出文件名
         }
      }
}

f_mount(0, 0);
return res;
}

说明：此函数是通过FATFS的例程更改的。这个例程有几个问题：

1. f_mount();没有调用这个函数，所以总是会出错的。

2. sprintf(&path[length], "/%s", fn);这个库函数不能调用，否则会出错。

3. 用strcpy()和strcat()代替sprintf()的功能。

发表于 2010-7-19 20:37

实验结果：

2.jpg (29.52 KB)
2010-5-29 16:29

1.jpg (49.16 KB)
2010-5-29 16:26

发表于 2010-7-19 20:37

FatFs API函数应用之三

写文件

/**************************************************************************************
* FunctionName : AppFileWrite()
* Description : 写一个文件
* EntryParameter : fileName - 需要读取的文件名或路径;buf - 写入的数据;modeFlags - 写入模式
* ReturnValue : 成功返回-0；失败返回-1
**************************************************************************************/
// modeFlags : FA_OPEN_ALWAYS / FA_CREATE_NEW / FA_CREATE_ALWAYS
uint8_t AppFileWrite(const TCHAR *fileName, uint8_t *buf,BYTE modeFlags)
{
FATFS fs;             /*Work area (file system object) for logical drive*/
FIL file;             /*file objects*/
UINT  bw;             /*File R/W count*/

/*Register a work area for logical drive 0*/
f_mount(0, &fs);

/*Create file*/
if(f_open(&file, fileName, modeFlags|FA_WRITE))
{
  return 1;
}
else
{
  do
  {
if(f_write(&file, buf, 512, &bw))
{
return 1;
}
  } while (bw < 512);  // 判断是否读完(bw < 512，表示写入完成)

  /*Close all files*/
   f_close(&file);    // 关闭文件，必须和f_open函数成对出现
}

/*Unregister a work area before discard it*/
f_mount(0, 0);

return 0;
}

发表于 2010-7-19 20:37

程序还没有完成，还有些函数需要编写。

发表于 2010-7-19 20:38

FatFs API函数应用之四

文件删除

/**************************************************************************************
* FunctionName : AppDeleteFile()
* Description : 删除一个文件
* EntryParameter : fileName - 需要删除的文件
* ReturnValue : 返回操作状态
**************************************************************************************/
FRESULT AppDeleteFile(const TCHAR *fileName)
{
FATFS fs;
FRESULT res;

res = f_mount(0,&fs);
if (res != FR_OK)
{
return res;
}

res = f_unlink(fileName); // removes an object

f_mount(0,NULL);

return res;
}

发表于 2010-7-19 20:38

FatFs API函数应用之五

新建文件

/**************************************************************************************
* FunctionName : AppCreatFile()
* Description : 创建一个文件
* EntryParameter : fileName - 需要创建的文件名，8+3格式
* ReturnValue : 返回操作状态
**************************************************************************************/
FRESULT AppCreatFile(const TCHAR *fileName)
{
FIL file;
FATFS fs;
uint8_t res;

res = f_mount(0,&fs);
if (res != FR_OK)
{
return res;
}

res = f_open(&file, fileName, FA_READ|FA_WRITE|FA_CREATE_NEW);

if (res == FR_OK)
{
res = f_close(&file);
}

f_mount(0, 0);
return res;
}

发表于 2010-7-19 20:38

FatFs API函数应用之六

新建目录

/**************************************************************************************
* FunctionName : AppCreatDir()
* Description : 创建目录
* EntryParameter : path - 目录路径
* ReturnValue : 操作结果
**************************************************************************************/
FRESULT AppCreatDir(const TCHAR *path)
{
FATFS fs;
FRESULT res;

res = f_mount(0,&fs);
if (res != FR_OK)
{
return res;
}

res = f_mkdir(path);

f_mount(0,NULL);

return res;
}

发表于 2010-7-19 20:38

FatFs API函数应用之七

获取SD卡信息

/**************************************************************************************
* FunctionName : GetDiskInfo()
* Description : 磁盘信息
* EntryParameter : totSpace - 总空间；freSpace - 剩余空间                                  单位MB
* ReturnValue : 返回操作状态
**************************************************************************************/
FRESULT GetDiskInfo(uint32_t *totSpace,uint32_t *freSpace)
{
FATFS fs;
FATFS *fls = &fs;
FRESULT res;
DWORD fre_clust,tot_sect,fre_sect;

f_mount(0,&fs);

res = f_getfree("0:",&fre_clust,&fls);          // 必须是根目录，默认磁盘0
if (res == FR_OK)
{
  tot_sect = (fls->n_fatent - 2) * fls->csize; // 总扇区数
  fre_sect = fre_clust * fls->csize;          // 可用的扇区数

  *totSpace = tot_sect/2/1024;                // 计算空间，单位MB
  *freSpace = fre_sect/2/1024;
}

f_mount(0,NULL);

return res;
}

发表于 2010-7-20 09:23

很好，收藏！

发表于 2010-7-20 10:57

mark！

[ZLG-ARM] LPC1114 FAT下读写SD卡

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