HCS12X單片機的SD卡FAT文件系統讀寫(xiě)設計

3．6 應用層函數接口
FAT文件系統向應用層設計了如下幾個(gè)初級程序接口：Get Filelnfo(UINT8*F Info，FileInfo*TempFilelnfo)(獲取文件信息)，OutPut _RootFileinfo(void)(輸出根目錄文件信息)，DirOr(UINT8 FileAttrib)(判斷目錄)，Get Next Cluster(UINTl6 TempCluster)(獲取下一文件簇信息)，OutPutFileCluster(UINTl6 TempStart Cluster)(輸出文件簇地址)，OutPutFile(UINTl6 Temp StartCluster)(輸出文件內容)，ShowClusterContent(UINTl6 TempCluster)(輸出簇內容)。通過(guò)這些初級程序接口實(shí)現了OpenDir(UINTl6 TempStartCluster)(目錄打開(kāi))，FileDelete(文件刪除)，FileDataRead(文件數據讀取)，FileCreate(UINTl6 TempStartCluster，UINT32TempFileLength)(文件創(chuàng )建)等功能。
3．6．1 目錄讀取及文件信息獲取
FAT文件系統的具體文件和目錄項都是通過(guò)讀取ROOT目錄來(lái)進(jìn)行查找的，所以FAT的文件排布是以樹(shù)形的結構排布。對于FAT來(lái)說(shuō)，目錄項與文件項在同一目錄中是同樣占32個(gè)字節的屬性項。研究中使用了1個(gè)數據結構Filelnfo來(lái)存儲文件信息，并通過(guò)if(Temp_F_Info[0x0b]0x l0)來(lái)分辨文件與目錄。
在FAT文件系統中，文件是以簇的形式保存在SD卡中的，簇的排布是不連續的，1個(gè)文件如果大于1個(gè)簇的話(huà)，則要通過(guò)FAT表來(lái)查找該文件所有簇所在的位置，從而找到整個(gè)文件。目錄一般只占有1個(gè)簇的大小，在FAT表中等同于小于1個(gè)簇的小文件，值顯示為FF。
目錄是以文件的形式存儲在父目錄中的，目錄中的文件信息記錄了該文件的起始簇以及文件的大小，知道了文件的起始簇，通過(guò)FAT表中的信息可以很方便地找到文件的下一個(gè)簇的位置，并由文件的大小判斷出文件的結束位置。

3．6．2 文件的讀寫(xiě)
在FAT文件系統中，讀取文件只需要知道該文件的起始簇以及大小便可以很方便地得到整個(gè)文件的信息。讀取步驟是：獲取根目錄信息，通過(guò)根目錄信息找到下一層目錄所在簇位置，通過(guò)下一層目錄信息遞歸找到文件所在目錄，讀取文件信息屬性，得到文件的起始簇位置和文件大小，通過(guò)FAT表遞歸查找到文件的全部簇地址，最終以FF結尾；根據文件大小判斷文件的結束位置，最后輸出整個(gè)文件。
文件的創(chuàng )建和寫(xiě)入則是通過(guò)FAT表查找未被使用的空簇(值為00)，寫(xiě)滿(mǎn)1簇之后再查找下一未被使用的空簇，并同時(shí)更新FAT1表和FAT2表。然后在文件所被創(chuàng )建的目錄信息中添加文件信息，最終實(shí)現文件的創(chuàng )建。
3．6．3 文件的刪除
在FAT文件系統中，對文件的刪除不需要把整個(gè)文件信息全部清除，只需要清除FAT表中的文件簇信息以及目錄中的文件信息，避免了對SD卡的頻繁讀寫(xiě)，同時(shí)也節省了時(shí)間。

結語(yǔ)
本設計將SD卡的存儲方式應用到單片機系統中，簡(jiǎn)化了復雜的文件數據的存儲設計，減小了系統的尺寸，提高了系統的可靠性，使得單片機對文件的讀出和存取簡(jiǎn)單易行。對FAT裁減實(shí)現了嵌入式文件系統，提高了系統的存儲能力，同時(shí)也增強了單片機與PC級之間的通信能力，簡(jiǎn)化了繁瑣的調試。采用Freescale 16位單片機MC9S12XSl28MAA的串行外設接口SPI對SD卡進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，加快了整個(gè)系統的設計進(jìn)度。實(shí)踐證明，該設計讀寫(xiě)SD卡文件信息的速度以及穩定性滿(mǎn)足調試要求。該設計只需對底層驅動(dòng)進(jìn)行簡(jiǎn)單修改就可直接應用于MMC卡、Micro SD卡等其他存儲介質(zhì)上。