MC9S12UF32的嵌入式文件系统数据存储模块

设定DSl2887的时间和从DSl2887中读取时间信息的底层程序比较简单，只需参照芯片手册对寄存器进行合理配置。但是，需要特别注意的是，在写时钟和读取时钟之前需要锁存时钟信息相关的buffer，防止在读写过程中由于出现时钟信息自动更新情况而导致的错误。系统中，在每次读写实时钟之前，查询DSl2887内部控制寄存器A最高位UIP是否为O，以避免上述错误的产生。因为芯片手册中给出，一旦UIP=O，那么在244μs内实时钟模块都不会自动更新当前的时钟信息，而这段时间足以让单片机完成读写实时钟的过程。

3 FatFS文件系统的移植与配置

3．1 FatFS软件包简介

采用文件系统，是为了在单片机能够对SD卡进行数据读写的同时，保证其读写的数据能够被大多数通用设备识别。换言之，数据在存储器内的组织型式，需要遵循一些已有的工业标准和规范。例如使用FAT文件系统，数据存储单元的SD卡取下来后，可以使用任何标准的读卡器在windows、Linux等PC机上读出。

当前著名的嵌入式文件系统有若干种选择，比如EFSL(Embedded Filesystem Library)、uC／FS、／TinyFatFS等。这之中EFSL和FatFs都是开放源码的，具有十分详尽的文档和函数手册，除错更新也十分及时，在本文的设计中我们采用的是FatFS。

FatFS采用使用ANSI C编写，具有很好的硬件平台独立性，使用者只需要对源程序进行简单的修改和配置，就可以将其移植到各种系列的单片机上。此外，它的内存开销很小，ROM的占有量在十几KB的量级，使用者可以根据不同的应用方便的对代码进行裁减。FatFS支持FATl2、FATl6和FAT32，可以建立独立的缓冲区对多个文件进行读写。FatFs是一个不断更新完善的软件，大量的相关信息可以从原作者的主页上得到(http：／／elm-chan．org／fsw／ff／00index_e．html)，同时原作者也做了很多性能测试的工作。

3．2 FatFS的移植

可从FatFS的主页上下载得到FatFS R0．07版本。FatFS的主程序包含5个文件，即diskio．c、diskio．h、ff．c、ff．h和integer．h。其中，diskio．c和diskio．h是与底层硬件I／O相关的函数；ff．c和ff．h是应用函数，主要涉及FatFS的配置和裁减；而integer．h中定义了FatFS软件所使用的各种数据类型。

移植FatFS的过程中基本不需要对diskio．h和ff．c进行修改。除了核实integer．h中的数据类型定义是否与MC9S12U32数据类型相符之外，移植的重点工作在于diskio．c中6个主要函数的实现和ff．h中对于文件系统的裁减配置。dikio．c包含的6个接口函数：disk_initial-ize，disk status，disk ioctl，disk read，disk write和disk_fattime。它们分别实现存储介质的初始化、读取／写入若干个扇区的数据和获取实时钟信息的功能。

具体移植过程如下：

(1)存储媒介初始化函数

DSTATUS disk_initialize(BYTE drv)

由于采用的存储媒介是SD卡，所以该函数的实际功能是对SD卡进行初始化。drv是存储介质号码，由于Tiny-FatFS只支持一个存储介质，所以此处drv始终取O值。执行无误，则返回值=O；执行中出现错误，则返回非O值。

(2)状态检测函数

DSTATUS disk_status(BYTE drv)

该函数用于检测是否支持当前的存储介质。此处的drv仍然恒为O。对Tiny-FatFS而言，只要drv为O，就认为支持当前介质，函数直接返回O值即可。

(3)读扇区函数

DRESULT disk read(BYTE drv，BYTE*buff，DWORD seetor，BYTE．count)

该函数是在"单片机从SD卡读取一个扇区"的函数基础上编写而成的，其功能是从SD卡读取一个或多个扇区的数据。*buff用于存储已经读取的数据，sector是待读取扇区的起始扇区数，count是需要读取的扇区数。如果执行无误则返回O值，否则返回非O值。

(4)写扇区函数

DRESULT disk_write(BYTE drv，const BYTE*buff。DWORD sector，BYTE count)

与disk_read相似，该函数是在"单片机向SD卡写入一个扇区"的函数基础上编写而成的，其功能是向SD卡导入一个或多个扇区的数据。*buff用于保存将要写入的数据，sector是待写入扇区的起始扇区数，count是需要写入的扇区数。如果执行无误，则返回0值；否则，返回非0值。

(5)存储介质控制函数

DRESULT disk_ioctl(BYTE drv，BYTE ctrl，VoiI*buff)

ctrl是控制代码，*buff用于保存或接收需要控制的数据数据。使用者可以在此函数里添加自己需要的功能代码，例如获得存储介质的容量、扇区数等。如果是简单的应用，也可以不执行任何功能，直接返回0值。本文采用的就是这一方法。

(6)实时钟函数

DWORD disk_fattime(Void)

该函数将读取的实时钟信息保存在一个32位无符号整数中，并将其作为函数的返回值。时钟信息在这32位中的具体分布如表1所列。

3．3 FatFS的裁减与配置Tiny-FatFS

FatFs提供了丰富的库函数，可以实现创建、读取文件夹，创建、读写文件，移动文件指针，向文件中写入或读取字符串，甚至是类似与C语言fprintf()的格式化输入等各种功能。使用者可以根据自己的需求设置相应的宏，对FatFs进行裁减，仅保留需要的功能函数，从而精简文件系统的内存开销。FatFS提供的函数与宏的对应关系如图3所示。

作者：韩晓雪，曾 鸣，邵贝贝 清华大学 来源：国外电子元器件