基于8051的CF卡文件系统的实现

基于8051的CF卡文件系统的实现内容摘要：

1、属性新的设定值和其硬件信息 ,组织相应的 命 令 ,即控制命令 ,按步骤步骤顺序执行。 当工控软件下发控制命令到本硬件驱动时 ,轮询工作先暂停 ,以保证控制命令以最快速度下发到硬件设备 ,当收到硬件设备返回数据后 ,轮询工作将继续。 2. 3 通用硬件驱动的实现利用 供的 实现。 作者利用 工业控制软件中通过 数装载获得串口驱动的句柄 . ” 0 ,0 ,0 ,N 0)工控软件对串口发数据 ,将利用此句柄 ,通过调函数来实现与通用硬件驱动的通信。 在工控软件中调用 数 向硬件驱动程序发送 息 ,硬件驱动程序在 数中处理此消息 , 并从输入缓冲区中获取工控软件传来的数据。 本硬件驱动接收硬件设备返回的数据 2、并处理后 ,需要通知工控软件时 ,便构造全局异步事件实例 ,通过数触发 数 ,通知工业控制软件从接收缓冲区取数据。 3 结束语本文借鉴工业控制软件的设计经验 ,提出了基于术的通用硬件驱动程序设计的思想 ,目的在于为工控软件提供更全面的硬件通信方法。 在此硬件驱动程序中 ,一方面利用了第三方通信协议 ,即 使此驱动适用于所有使用 信协议的仪器仪表、 片机 ,而不用考虑产品的型号、厂家等因素。 另一方面从整个工控软件的通信效率考虑 ,采用了先进的 术 ,提高了硬件驱动的优先权 ,提高了工控软件的通信效率。 目前本硬件驱动的设计适用于 统 ,对于运行在 的硬件驱动将采用 考文献1 郑亚平 . 分散型控制系统 3、与子系统的通信连接 : ( ) ( ) . 石油化工自动化 ,19992 陈性元 ,等 . 术分析 . 小型微型计算机系统 ,2000(6)收稿日期 :2002 - 05 - 13。 第一作者刘铭 ,女 ,1976 年生 ,博士研究生 ;研究领域为基于组件化结构的 及异地监控系统的理论研究及开发。 基于 8051 的 文件系统的实现F 051毛晓燕 1 汤健彬 2 金建详 1(浙江大学先进控制研究所 1、浙江浙大中控技术有限公司 2 ,杭州 310027)摘要 介绍了 的基本结构和工作原理 ,设计了 8051 与 的接口电路和系统软件 ,按照 式实现了基于 8051 的 并在无纸记录仪的数据存储中 4、得到应用关键词 文件系统单片机无纸记录仪数据存储 F 051 F In 051 F is is in of CF 引言记录仪是工业生产过程中常用的显示仪表。 随着技术的飞速发展 ,近十年来 ,无纸记录仪得到了广泛的应用。 而数据存储技术则是无纸记录仪的三大关键技术之一 1,由于现场环境的影响 ,要求无纸记录仪上的存储介质体积小 ,可靠性高 ,存取速度快 ,通用性好。 常见的大容量存储介质有大容量 3基于 8051 的 毛晓燕 ,等 1995o., 盘等 ,相比之下 ,闪存卡能更好地满足无纸记 录仪对存储介质的要求。 为了方便数据在无纸记录仪与 必须采用一种标准的格式组织数据 ,通常采用的方法是在无纸 5、记录仪中内嵌文件系统。 目前 ,市场上存在多种商用的嵌入式操作系统可以支持文件系统 ,但商用嵌入式操作系统对硬件要求一般都比较高 ,价格昂贵 ,且要占用一定额外的存储空间。 由于成本等方面的限制 ,无纸记录仪多数依然采用 8 位、 16 位 较少使用嵌入式操作系统 ,因此很有必要开发一种以闪存卡为存储媒介、不依赖于商用操作系统又能在无纸记录仪中使用的标准文件系统。 1 存储卡简介闪存卡功耗低 、容量大、体积小、可靠性高、可多次重写等优点 ,使其成为不少中小型应用系统中存储介质的首选。 常见的闪存卡主要有 F) , , ,及 索尼记忆棒 ) 5 种 ,其中以 最先由 994 年推出 ,现已成为一种工业标 6、准。 因包含了针对存储器的控制电路而较 稍厚 ,但其内置控制电路大大简化了应用时外围的控制电路设计 (见图 1)。 图 1 的主要特点如下 : 体积小。 形如一本袖珍书 ,重量仅为15g ,尺寸为 43 117 英寸 ) 36 114 英寸 ) 313113 英寸 ) ;支持 5V/ 313V 双重电压 ,无须电池永久保存内部数据 ; 基于块擦除技术设计 ,每次读写为一个扇区 ; 完全符合 口规范 ,支持多种接口访问模式 ,如 式、 I/ O 式和 内置智能控制器 ,使外围电路设计大大简化 ,而且不同的 都可以用单一的机构来读写 ,不用担心兼容性问题 ; 固态产品 ,没有可移动部件 ,可靠性好 7、 ; 访问速度快 ,数据突发传输率高达 16s ; 容量范围从 4G,满足用户不同需求。 2 接口设计2. 1 口规定采用间距 50 50 针脚双列封装 ,其电气特性符合 范。 为了节省资源及简化设计 ,本系统采用 上电后自动进入的 式。 这种模式支持 8 位和 16 位两种数据传输方式 ,是由 - 具体意义列于表 1。 表 1 位 (8 位 (16 位 (备用 1 0 1 0 0 12. 2 8051 与 口设计硬件设计中采用 8051 单片机作为 由于 8051单片机的数据线宽为 8 位 ,故将 的 选择工作于 8 位模式 ,使用 时 0 令或状态寄存器地址线 ,过不断查询 的状态寄存器来决定何时 8、从 数据寄存器读取或写入数据。 8051 的接口如图 2所示。 其中 ,看门狗电路 ,在程序出错时可对硬件进行复位。 逻辑译码电路 ,用于 的读写控制逻辑。 图 2 8051 单片机与 系统软件构成3. 1 读写 读写以扇区为单位 ,每扇区为 512 字节 ,每次可读写一个或多个连续的扇区。 设计时使用逻辑块寻址方式 ( 访问 动化仪表第 24 卷第 6 期 2003 年 6 月24 , 6 , 2003 1995o., 写操作时首先指定读写的扇区数和 址 ,然后往命令寄存器发出读命令 (20H) 或写命令 (30H) ,等待 就绪后即可通过数据寄存器连续读写数据 ,读写流程如图 3 所示。 式下的 9、地址线 寄存器映射关系列于表 2。 3. 2 文件系统构成本系统采用当前主流操作系统所支持的 件格式 , 考虑到中小型应用系统的实时性要求和硬件表 2 位模式下寄存器映射表- 10 2 0 0 - 01 0 0 0 0 0 D R 0 0 1 1 0 1 0 2 0 1 1 3 0 01 0 1 0 0 4 8 81 0 1 0 1 5 16 161 0 1 1 0 6 1 1 1 7 采用了二级树型目录组织 2,关于件系统的细节 ,可以参阅文献 4。 物理上 由扇区组成 ,每扇区 512 字节 ,为了管理方便 ,本 文件系统中将物理空间划分为多个大小相同被称为簇的逻辑块 ,指定每簇大小的 4096 字节 ,即由 8 个连续的扇区组成。 按照实现 需要将 的逻辑结构划分 ,如表 3 所示。 表 3 逻辑结构划分主引导区 引导区 目录区 数据区32 个 扇区1 个扇区 按容量可变按容量可变32 个扇区 按容量可变 , 以簇为单位主引导区从 上的物理第一个扇区开始 ,存放引导程序用于启动和引导操作系统 ,同时存放 的主分区表 ,记录卡的分区信息。 在目前系统中 只作为一个存储介质使用 ,且将整个卡作为一个分区处理 ,故主引导区可以忽略 ,保留 32 个扇区的空间以备日后扩展。 引导区位于文件系统开头。