电子发烧友App
本移植硬件平台使用型号为ATmegal28的AVR单片机和SD卡。ATmegal28是一种8位RISC单片机，具有多达4 KB的RAM、128 KB的内部Flash和丰富的外设。软件平台是WINAVR，具有代码优化能力强和完全免费的优点。
1．2 移植步骤
1．2．1 编写SPI和SD卡接口代码
本文使用SD卡的SPI通信模式。SD卡的DI接MOSI，DO接MISO，CS接SS。这就需要ATmegal28提供SPI读／写接口代码，主要包括初始化、读和写。SPI初始化包括SPI相关寄存器的初始化和相关I／O口的初始化。将ATmega 128的SPI配置成主机模式、数据高位先传、时钟速率为二分之一系统时钟等。代码如下：
SPCR=(O<
接着配置I／O口的输入／输出。MOSI脚和Ss脚配置成输出，MISO脚配置成输入。然后，就可以进行读／写了。
读1个字节的SPI接口代码：
static BYTE rcvr_spi(void){
SPDR=OxFF；
loop_until_bit_is_set(SPSR，SPIF)；
return SPDR；
｝
写1个字节的SPI接口代码：
static void xmit_spi(BYTE dat){
SPDR=dat；
loop_until_bit_is_set(SPSR，SPIF)
｝
在具备SPI读／写接口的基础上编写SD卡接口代码，需要编写3个基本接口函数：
①向SD卡发送1条命令：
Static BYTE send-cmd(BYTE cmd，DWORD arg)；
②向SD卡发送1个数据包：
Static BOOL xmit—datablock(const BYTE *buff，BYTE token)；
③从SD卡接收1个数据包：
static BCK]L rcvr-datablock(BYTE*buff，UINT btr)；
1．2．2 编写DiskIO
编写好存储媒介的接口代码后，就可以编写DiskIO了，DiskIO结构如图2所示。
Tiny—FatFs的移植实际上需要编写6个接口函数，分别是：
①DSTATUS disk_initialize(BYTE drv)；
存储媒介初始化函数。由于存储媒介是SD卡，所以实际上是对SD卡的初始化。drv是存储媒介号码，由于Tinv—FatFs只支持一个存储媒介，所以drv应恒为0。执行无误返回0，错误返回非0。
②DSTATUS disk_status(BYTE drV)；
状态检测函数。检测是否支持当前的存储媒介，对Tinv—FatFs来说，只要drv为0，就认为支持，然后返回0。
③DRESULT disk_read(BYTE drv，BYTE*buff，DWORD sector，BYTE．count)；
读扇区函数。在SD卡读接口函数的基础上编写，*buff存储已经读取的数据，sector是开始读的起始扇区，count是需要读的扇区数。1个扇区512个字节。执行无误返回O，错误返回非0。
④DRESULT disk_write(BYTE drv，const BYTE*buff，DWORD sector，BYTE count)；
写扇区函数。在SD卡写接口函数的基础上编写，*buff存储要写入的数据，sector是开始写的起始扇区count是需要写的扇区数。1个扇区512个字节。执行无误返回0，错误返回非0。
⑤DRESULT disk_ioctl(BYTE drv，BYTE ctrl，VoiI*buff)；
存储媒介控制函数。ctrl是控制代码，*buff存储或接收控制数据。可以在此函数里编写自己需要的功能代码，比如获得存储媒介的大小、检测存储媒介的上电与否存储媒介的扇区数等。如果是简单的应用，也可以不用编写，返回O即可。
⑥DWORD get_fattime(Void)；
实时时钟函数。返回一个32位无符号整数，时钟信息包含在这32位中，如下所示：
bit31：25 年(O．．127)从1980年到现在的年数
bit24：21 月(1…12)
bit20：16 日(1．．31)
bitl5．1] 时(O．．23)
bitl0：5 分(O．．59)
bit4：0 秒／2(0．．29)
如果用不到实时时钟，也可以简单地返回一个数。正确编写完DiskIO，移植工作也就基本完成了，接下来的工作就是对Tiny—FatFs进行配置。
2 Tiny—FatFs的配置
Tiny—FatFs是一款可配置可裁减的文件系统，使用者可以选择自己需要的功能。Tiny—FatFs总共有5个文件，分别是tff．c、tff．h、diskio．c、diskio．h和integer．h。tff_c和integer．h一般不用改动，前面的移植工作主要更改的是diskio．c，而配置Tiny—FatFs则主要修改tff．h和diskio．h。
在diskio．h中，使用者可以根据需要使能disk—write或disk_ioctl。以下代码使能disk_write和disk_ioctl：
#define—READONLY 0
#define—USE_IOCTL 1
在tff．h中，使用者可以根据需要对整个文件系统进行全面的配置：
①#define_MCU_ENDIAN。有1和2两个值可设，默认情况下设1，以获得较好的系统性能。如果单片机是大端模式或者设为1时系统运行不正常，则必须设为2。
②#define_FS_READONLY。设为1时将使能只读操作，程序编译时将文件系统中涉及写的操作全部去掉，以节省空间。
③#define_FS_MINIMIZE。有0、1、2、3四个选项可设。设0表示可以使用全部Tiny-FatFs提供的用户函数；设1将禁用f_stat、f_getfree、f_unlink、f_mkdir、f_chmod和f_rename；设2将在1的基础上禁用f_opendir和f_readdir；设3将在1和2的基础上再禁用f_lseek。使用者可以根据需要进行裁减，以节省空间。
④#define_FAT32。设1时将支持FAT32。
⑤#define_USE_FSINFO。设1时提供FAT32的磁盘信息支持。
⑥#define_USE_SJIS。设1时支持Shift-JIS码，一般设0。
⑦#define_USE_NTFLAG。设1时将对文件名大小写敏感。
3 TINY-FatFs 的读/写测试
Tiny-FatFs的功能很强大，提供了丰富而易于使用的用户接口函数，如图3所示。
Tiny—FatFs的功能很全，本文仅测试f_mount、f_open、f_read、f_write和f_close五个函数来读一个3.4 MB的文件和写一个1MB的文件，文件名分别为testl．dat和test2．dat。主要代码如下：
经过实际测试，在单片机系统时钟为11．059 2 MHz下读一个3．4 MB文件耗时约20 s，平均约170 KB／s；写一个1 MB文件耗时约6s，平均约166 KB／s，在资源有限的单片机系统下这个读／写速度是相当令人满意的。综上所述，FatFs Module具有容易移植、功能强大和易于使用的优点，适用于小型嵌入式系统；又是完全的免费和开源，也可以用于教育科研及其商业用途。
工商网监
评论