MC9S12UF32的嵌入式文件系统数据存储模块

FatFS的裁减，不仅仅是函数层面的。更重要的是，在内部机制上形成一个精简版本，称为Tiny-FatFS。它与标准版FatFS相比，主要的区别在于Tiny-FatFS仅支持一个物理存储介质，而且不再针对每个开启的文件建立512字节的缓存，整个文件系统和物理介质使用同一个缓存。显然，Tiny-FatFs需要的内存开销比标准版FatFS更低，只要1 KB左右的RAM。可以说，Tinyr-FatFS是专门为小型嵌入式系统而设计的文件系统模块。本文介绍的数据存储系统使用的正是Tiny-FatFS版本。

在表2中，对ff．h中主要配置宏的含义进行了说明，同时给出了本文所介绍的数据存储模块采用的取值。

4 FatFS文件系统的使用

FatFS文件系统中涉及2个基本的数据结构：文件系统(磁盘)的数据结构FATFS和文件的数据结构FIL。这两个结构是FatFS软件主要的RAM开销，FATFS数据结构中有针对磁盘的512字节读写缓存，FIL则有针对每个文件的缓存。而采用Tiny FatFS配置则不会开设文件读写缓存，节约RAM。

依次使用f_mount、f_open、f_rcad／f_write、f_close可以完成基本的读写。FatFS允许对同一文件同时复数读取，但完全不支持对同一文件同时复数的写入操作，因为这会引起文件系统错误。具体每一个函数，特别是字符串读写、格式化读写等，可以参见原始帮助和例程。

此外，由于嵌入式系统具有突然掉电的可能性，一些关键代码段可能导致文件系统错误，所以要注意调用f_sync()及时写入。当然，如果是一组连续的f_write()写入，而每次写完都f_sync()，则会极大地影响速度，可以全部写完后f_sync()。

V0．07以后版本的FatFS，增加了以下新的功能：

①_FS_TINY。Tiny模式变成了一个宏选项，而不是独立的代码包。

②_FS_RPATH。决定是否有当前路径的概念，这将影响两个相关函数的参数。

③_USE_LFN。启用长文件名支持，可为1或2，为2时可重入。由于长文件名存在堆栈上，而且启用LFN会依据代码页增加一个很大的转换表，占掉几十～几百KB，所以不推荐。

④_LFN_UNICODE。长文件名使用Unicode，实验阶段，尚未正式写入文档。

结语

MC9S12UF32单片机内部集成的SDHC模块，可将SD总线转换为单片机内部的IP总线，开发者只需要对SD协议的基本内容有所了解，通过读写相应的寄存器就可以方便地实现对SD卡的底层读写，大大简化了硬件的开发过程。同时，独立于硬件平台的FatFS软件包可以方便地移植到各种嵌入式系统中，研发者只需要对该软件包的diskio．c和ff．h进行修改，即可完成移植，从而使用FatFS提供的丰富且易于使用的各种接口函数。

应用上述主要技术实现的具有嵌入式文件系统的数据模块如图4所示。

该模块体积小巧、存储数据的灵活性和通用性很高，可以通过模块自带的串行通信接口接收数据，并以文件的形式存储起来。用户既可以直接通过USB接口将本模块识别为U盘进行数据读写和分析，也可以将micro SD卡拔出，在任意一个具有micro SD读卡器功能的设备上读写数据。上述功能特性使得这款数据存储模块具有很良好的应用前景。

作者：韩晓雪，曾 鸣，邵贝贝 清华大学 来源：国外电子元器件