随着Flash Memory等非易失存储技术的发展,诞生了许多基于Flash存储技术的非易失大容量闪烁存储卡。其中SD卡以体积小、功耗低、口线少、操作方便等优势,被广泛应用于各种数码产品中,如数码相机、MP3等。SD卡同时也为低功耗、便携式动态心电监护仪器的采集、存储系统提供了理想的存储介质。本研究设计了一个基于MSP430系列单片机和SD卡的FAT16文件系统,该文件系统能够将采集的数据以Windows标准文件的形式存储在SD卡上,然后通过读卡器方便地将采集的数据传输到通用计算机上,进行进一步的数据处理和分析。
1硬件功能原理及接口设计
SD卡的外形和接口如图1所示。根据SD卡与主控制器的通信协议不同,SD卡对外提供两种访问模式[1]:SD模式和SPI模式。所用通信模式不同,SD卡引脚的功能也不同,具体引脚功能如表1所示。在具体通信过程中,主机只能选择其中一种通信模式,而且通信模式一旦选定,系统在通电情况下不能改变。SD模式下,主控制器使用SD总线访问SD卡,而通常的单片机没有硬件SD总线,尽管可以借助通用口线用软件仿真,但访问速度较低,还要占用大量CPU时间,而单片机多具有SPI总线,本文就利用SPI总线实现对SD卡的访问。下面主要介绍SPI总线方式。
在分区引导记录之后是文件分配表FAT(File Allocation Table)区。FAT16的文件系统中有两份完全相同的文件分配表FAT1和FAT2,每份FAT占用空间的大小可从BPB表中查得。文件在磁盘上以簇为单位存储,但是同一个文件的数据并不一定完整地存放在磁盘的一个连续的区域内,往往会分成若干簇,FAT表就是记录文件存储中簇与簇之间连接信息的,这就是文件的链式存储。FAT16以2个字节(即16位)表示1个簇,起始2个字节为F8FFH、FFFFH,FFFFH表示终止,0000H时表示未使用。
紧跟在FAT表之后的是文件目录表FDT(File Directory Table),它固定占32个扇区,每个扇区可以容纳16个登记项,每个登记项的长度为32B。登记项的内容包括文件名、文件属性、文件修改时间和文件长度等。
文件目录表之后就是数据区,用来存放文件数据,占用大部分磁盘空间。
一周热门 更多>