MC9S12UF32的嵌入式文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲模塊

(2)MC9S12UF32與SD卡之間的數(shù)據(jù)傳輸
在完成對時鐘頻率和傳輸數(shù)據(jù)線寬度的配置之后，通過發(fā)送相應(yīng)的讀寫命令就可以實現(xiàn)單片機與SD卡之間的數(shù)據(jù)傳輸了。在單片機向SD卡寫入數(shù)據(jù)的過程中，編程者將需要寫入的數(shù)據(jù)寫入SDHC模塊的SDATA寄存器(16位)之后，該數(shù)據(jù)將被轉(zhuǎn)移至發(fā)送數(shù)據(jù)FIFO中。與此同時，只要發(fā)送數(shù)據(jù)FIFO非空，其中的數(shù)據(jù)就會不斷地通過數(shù)據(jù)線被寫入SD卡的相應(yīng)位置。在單片機從SD卡中讀取數(shù)據(jù)的過程中，SD卡中的數(shù)據(jù)將不斷發(fā)送至接收數(shù)據(jù)FIFO中。只要接收FIFO非空，單片機就可以不斷地通過讀SDATA寄存器得到接收數(shù)據(jù)FIFO中的數(shù)據(jù)。
2．2 DSl2887實時鐘模塊
DSl2887模塊使用數(shù)據(jù)／地址復(fù)用的并行異步總線，可以為單片機提供100年以內(nèi)的實時鐘信息(年／月／日／時／分／秒)。它內(nèi)部具有石英晶振和鋰電源，首次使用時，需要對該模塊內(nèi)部的寄存器進行相應(yīng)配置，激活晶振使其進入工作狀態(tài)。由于DSl2887內(nèi)部帶有鋰電源，所以一旦晶振被激活，即使外部掉電，該模塊依然可以保存并提供正確的實時鐘信息。
設(shè)定DSl2887的時間和從DSl2887中讀取時間信息的底層程序比較簡單，只需參照芯片手冊對寄存器進行合理配置。但是，需要特別注意的是，在寫時鐘和讀取時鐘之前需要鎖存時鐘信息相關(guān)的buffer，防止在讀寫過程中由于出現(xiàn)時鐘信息自動更新情況而導(dǎo)致的錯誤。系統(tǒng)中，在每次讀寫實時鐘之前，查詢DSl2887內(nèi)部控制寄存器A最高位UIP是否為O，以避免上述錯誤的產(chǎn)生。因為芯片手冊中給出，一旦UIP=O，那么在244μs內(nèi)實時鐘模塊都不會自動更新當(dāng)前的時鐘信息，而這段時間足以讓單片機完成讀寫實時鐘的過程。

3 FatFS文件系統(tǒng)的移植與配置
3．1 FatFS軟件包簡介
采用文件系統(tǒng)，是為了在單片機能夠?qū)D卡進行數(shù)據(jù)讀寫的同時，保證其讀寫的數(shù)據(jù)能夠被大多數(shù)通用設(shè)備識別。換言之，數(shù)據(jù)在存儲器內(nèi)的組織型式，需要遵循一些已有的工業(yè)標準和規(guī)范。例如使用FAT文件系統(tǒng)，數(shù)據(jù)存儲單元的SD卡取下來后，可以使用任何標準的讀卡器在windows、Linux等PC機上讀出。
當(dāng)前著名的嵌入式文件系統(tǒng)有若干種選擇，比如EFSL(Embedded Filesystem Library)、uC／FS、／TinyFatFS等。這之中EFSL和FatFs都是開放源碼的，具有十分詳盡的文檔和函數(shù)手冊，除錯更新也十分及時，在本文的設(shè)計中我們采用的是FatFS。
FatFS采用使用ANSI C編寫，具有很好的硬件平臺獨立性，使用者只需要對源程序進行簡單的修改和配置，就可以將其移植到各種系列的單片機上。此外，它的內(nèi)存開銷很小，ROM的占有量在十幾KB的量級，使用者可以根據(jù)不同的應(yīng)用方便的對代碼進行裁減。FatFS支持FATl2、FATl6和FAT32，可以建立獨立的緩沖區(qū)對多個文件進行讀寫。FatFs是一個不斷更新完善的軟件，大量的相關(guān)信息可以從原作者的主頁上得到(http：／／elm-chan．org／fsw／ff／00index_e．html)，同時原作者也做了很多性能測試的工作。
3．2 FatFS的移植
可從FatFS的主頁上下載得到FatFS R0．07版本。FatFS的主程序包含5個文件，即diskio．c、diskio．h、ff．c、ff．h和integer．h。其中，diskio．c和diskio．h是與底層硬件I／O相關(guān)的函數(shù)；ff．c和ff．h是應(yīng)用函數(shù)，主要涉及FatFS的配置和裁減；而integer．h中定義了FatFS軟件所使用的各種數(shù)據(jù)類型。
移植FatFS的過程中基本不需要對diskio．h和ff．c進行修改。除了核實integer．h中的數(shù)據(jù)類型定義是否與MC9S12U32數(shù)據(jù)類型相符之外，移植的重點工作在于diskio．c中6個主要函數(shù)的實現(xiàn)和ff．h中對于文件系統(tǒng)的裁減配置。dikio．c包含的6個接口函數(shù)：disk_initial-ize，disk status，disk ioctl，disk read，disk write和disk_fattime。它們分別實現(xiàn)存儲介質(zhì)的初始化、讀取／寫入若干個扇區(qū)的數(shù)據(jù)和獲取實時鐘信息的功能。