基于51单片机FAT32文件系统程序.doc

基于51单片机FAT32文件系统程序#ifndef _ZNFAT_H_#define _ZNFAT_H_#include mytype.h /类型重定义/*/ /znFAT的裁减宏-/#define ZNFAT_ENTER_DIR /有此宏，函数 znFAT_Enter_Dir() 参与编译#define ZNFAT_OPEN_FILE /有此宏，函数 znFAT_Open_File() 参与编译/#define ZNFAT_SEEK_FILE /有此宏，函数 znFAT_Seek_File() 参与编译/#define ZNFAT_READ_FILE /有此宏，函数 znFAT_Read_File() 参与编译/#define ZNFAT_READ_FILEX /有此宏，函数 znFAT_Read_FileX() 参与编译/#define ZNFAT_ADD_DAT /有此宏，函数 znFAT_Add_Dat() 参与编译/#define ZNFAT_CREATE_DIR /有此宏，函数 znFAT_Create_Dir() 参与编译/#define ZNFAT_CREATE_FILE /有此宏，函数 znFAT_Create_File() 参与编译/#define ZNFAT_DEL_FILE /有此宏，函数 znFAT_Del_File() 参与编译/#define ZNFAT_XCOPY_FILE /有此宏，函数 znFAT_XCopy_File() 参与编译/#define ZNFAT_RENAME_FILE /有此宏，函数 znFAT_Rename_File() 参与编译/#define ZNFAT_GET_TOTAL_SIZE /有此宏，函数 znFAT_Get_Total_Size() 参与编译/#define znFAT_GET_REMAIN_CAP /有此宏，函数 znFAT_Get_Remain_Cap() 参与编译#include cj.h#include cj.h/-#define SOC(c) (c-pArg-FirstDirClust)*(pArg-SectorsPerClust)+pArg-FirstDirSector) / 用于计算簇的开始扇区#define CONST const/设备表#define SDCARD 0 /SD卡#define UDISK 1 /U盘#define CFCARD 2 /CF卡#define OTHER 3 /其它 /这里的存储设备表，可以灵活扩充，以实现对更多存储设备的支持/-#define MAKE_FILE_TIME(h,m,s)(unsigned int)h)11)+(unsigned int)m)1)/* 生成指定时分秒的文件时间数据 */#define MAKE_FILE_DATE(y,m,d)(unsigned int)y)+20)9)+(unsigned int)m)5)+(unsigned int)d)/* 生成指定年月日的文件日期数据 */DPT:分区记录结构如下struct PartRecord UINT8 Active; /0x80表示此分区有效 UINT8 StartHead; /分区的开始磁头 UINT8 StartCylSect2;/开始柱面与扇区 UINT8 PartType; /分区类型 UINT8 EndHead; /分区的结束头 UINT8 EndCylSect2; /结束柱面与扇区 UINT8 StartLBA4; /分区的第一个扇区 UINT8 Size4; /分区的大小 ;/MBR:分区扇区（绝对0扇区）定义如下struct PartSector UINT8 PartCode446; /MBR的引导程序 struct PartRecord Part4; /4个分区记录 UINT8 BootSectSig0; /55 UINT8 BootSectSig1; /AA;/znFAT中对BPB的定义如下 一共占用90个字节struct znFAT_BPB UINT8 BS_jmpBoot3; /跳转指令 offset: 0 UINT8 BS_OEMName8; / offset: 3 UINT8 BPB_BytesPerSec2;/每扇区字节数 offset:11 UINT8 BPB_SecPerClus1; /每簇扇区数 offset:13 UINT8 BPB_RsvdSecCnt2; /保留扇区数目 offset:14 UINT8 BPB_NumFATs1; /此卷中FAT表数 offset:16 UINT8 BPB_RootEntCnt2; /znFAT为0 offset:17 UINT8 BPB_TotSec162; /znFAT为0 offset:19 UINT8 BPB_Media1; /存储介质 offset:21 UINT8 BPB_FATSz162; /znFAT为0 offset:22 UINT8 BPB_SecPerTrk2; /磁道扇区数 offset:24 UINT8 BPB_NumHeads2; /磁头数 offset:26 UINT8 BPB_HiddSec4; /FAT区前隐扇区数 offset:28 UINT8 BPB_TotSec324; /该卷总扇区数 offset:32 UINT8 BPB_FATSz324; /一个FAT表扇区数 offset:36 UINT8 BPB_ExtFlags2; /znFAT特有 offset:40 UINT8 BPB_FSVer2; /znFAT特有 offset:42 UINT8 BPB_RootClus4; /根目录簇号 offset:44 UINT8 FSInfo2; /保留扇区FSINFO扇区数offset:48 UINT8 BPB_BkBootSec2; /通常为6 offset:50 UINT8 BPB_Reserved12; /扩展用 offset:52 UINT8 BS_DrvNum1; / offset:64 UINT8 BS_Reserved11; / offset:65 UINT8 BS_BootSig1; / offset:66 UINT8 BS_VolID4; / offset:67 UINT8 BS_FilSysType11; / offset:71 UINT8 BS_FilSysType18; /znFAT offset:82;struct znFAT_FAT_Item UINT8 Item4;struct znFAT_FAT struct znFAT_FAT_Item Items128;struct direntry UINT8 deName8; / 文件名，不足部分以空格补充 UINT8 deExtension3; / 扩展名，不足部分以空格补充 UINT8 deAttributes; / 文件属性 UINT8 deLowerCase; / 0 UINT8 deCHundredth; / 世纪 UINT8 deCTime2; / 创建时间 UINT8 deCDate2; / 创建日期 UINT8 deADate2; / 访问日期 UINT8 deHighClust2; / 开始簇的高字 UINT8 deMTime2; / 最近的修改时间 UINT8 deMDate2; / 最近的修改日期 UINT8 deLowCluster2; / 开始簇的低字 UINT8 deFileSize4; / 文件大小 ;/znFAT初始化时初始参数装入如下结构体中struct znFAT_Init_Arg UINT8 DEV_No; UINT8 BPB_Sector_No; /BPB所在扇区号 UINT32 Total_Size; /磁盘的总容量 UINT32 FirstDirClust; /根目录的开始簇 UINT32 BytesPerSector;/每个扇区的字节数 UINT32 FATsectors; /FAT表所占扇区数 UINT32 SectorsPerClust; /每簇的扇区数 UINT32 FirstFATSector; /第一个FAT表所在扇区 UINT32 FirstDirSector; /第一个目录所在扇区;struct Date UINT16 year; UINT8 month; UINT8 day;struct Time UINT8 hour; UINT8 min; UINT8 sec;struct FileInfoStruct UINT8 FileName15; /文件名 UINT32 FileStartCluster; /文件的开始簇 UINT32 FileCurCluster;/文件的当前簇 UINT32 FileSize; /文件大小 UINT32 FileCurSector; /文件的当前扇区 UINT16 FileCurPos; /文件在当前扇区中的位置 UINT32 FileCurOffset; /文件的当前偏移量 UINT32 Rec_Sec; /文件的文件/目录项所在的扇区 UINT16 nRec; /文件的文件/目录项所在扇区中的位置 UINT8 FileAttr; /文件属性 struct Time FileCreateTime; /文件的创建时间 struct Date FileCreateDate; /文件的创建日期 struct Time FileMTime; /文件的修改时间 struct Date FileMDate; /文件的修改日期 struct DateFileADate; /文件的访问日期;struct FSInfo /znFAT的文件系统信息结构 UINT8 Head4; UINT8 Resv1480; UINT8 Sign4; UINT8 Free_Cluster4; UINT8 Last_Cluster4; UINT8 Resv214; UINT8 Tail2;extern struct znFAT_Init_Arg *pArg; /初始化参数结构体指针，用以指向某一存储设备的初始化参数结构体，由外部提供extern UINT8 Dev_No;/设备号，外部变量/函数声明void znFAT_Device_Init();UINT32 znFAT_Get_Total_Size(void); /获取总容量UINT32 znFAT_Get_Remain_Cap(void); /获取剩余容量void znFAT_Init(void); /文件系统初始化UINT32 znFAT_Enter_Dir(CONST INT8 *path); /进入目录UINT8 znFAT_Open_File(struct FileInfoStruct *pfi,CONST INT8 *filepath,UINT32 item,UINT8 is_file); /打开文件，支持通配UINT8 znFAT_Seek_File(struct FileInfoStruct *pfi,UINT32 offset); /文件定位 UINT32 znFAT_Read_File(struct FileInfoStruct *pfi,UINT32 offset,UINT32 len,UINT8 *pbuf); /读取文件数据UINT32 znFAT_Read_FileX(struct FileInfoStruct *pfi,UINT32 offset,UINT32 len,void (*pfun)(UINT8); /读取文件数据并进行数据处理UINT32 znFAT_Add_Dat(struct FileInfoStruct *pfi,UINT32 len,UINT8 *pbuf); /向文件追加数据UINT8 znFAT_Create_Dir(CONST INT8 *dirpath,UINT8 *ptd); /创建目录，支持创建时间UINT8 znFAT_Create_File(struct FileInfoStruct *pfi,CONST INT8 *filepath,UINT8 *ptd); /创建文件，支持创建时间UINT8 znFAT_Del_File(CONST INT8 *filepath); /删除文件unsigned char znFAT_XCopy_File(struct znFAT_Init_Arg *pArg1,struct znFAT_Init_Arg *pArg2,CONST INT8 *sfilename,CONST INT8 *tfilename,UINT8 *file_buf,UINT32 buf_size,unsigned char *pt); /文件拷贝，支持多设备中文件互拷UINT8 znFAT_File_Close(struct FileInfoStruct *pfi); /文件关闭UINT8 znFAT_Rename_File(CONST INT8 *filename,CONST INT8 *newfilename); /文件重命名#endif#include znfat.h#include sd.h /存储设备的扇区读写驱动，这里是SD卡/#include ch375.h /存储设备的扇区读写驱动，这里是U盘/#include cf.h/存储设备的扇区读写驱动，这里是CF盘#include string.h/全局变量定义struct direntry temp_rec;INT8 temp_dir_name13; UINT32 temp_dir_cluster;UINT32 temp_last_cluster;UINT8 znFAT_Buffer512; /扇区数据读写缓冲区,由外部提供/* - 功能描述：znFAT的存储设备初始化函数 - 隶属模块：znFAT文件系统模块 - 函数属性：外部（用于对存储设备进行初始化） - 参数说明：无 - 返回说明：无 - 注：在调znFAT其它函数之前，必须先对存储设备进行成功的初始化。 */void znFAT_Device_Init() SD_Reset(); SD_Init(); /* - 功能描述：znFAT的存储设备底层驱动接口，读取存储设备的addr扇区的 512个字节的数据放入buf数据缓冲区中 - 隶属模块：znFAT文件系统模块 - 函数属性：内部（用于与存储设备的底层驱动对接） - 参数说明：addr:扇区地址 buf:指向数据缓冲区的指针 - 返回说明：0表示读取扇区成功，否则失败 - 注：这里加入了天狼星精华板上的三种存储设备，即SD卡（有效）、U盘、 CF卡通过在程序中动态的切换不同的设备驱动，从而实现多设备(即同 时对多种存储设备进行操作，比如从SD卡拷贝文件到U盘等等)，不同 驱动的切换，只需要在程序中改变Dev_No这个全局变量的值即可 */UINT8 znFAT_ReadSector(UINT32 addr,UINT8 *buf) switch(Dev_No)/由Dev_No来决定所使用的存储设备驱动 case SDCARD: return SD_Read_Sector(addr,buf); break; case UDISK: /return CH375_Read_Sector(addr,buf); break; case CFCARD: /return CF_Read_Sector(addr,buf); break; case OTHER: /return XXX_Read_Sector(addr,buf); break; /* - 功能描述：znFAT的存储设备底层驱动接口，将buf数据缓冲区中的512个 字节的数据写入到存储设备的addr扇区中 - 隶属模块：znFAT文件系统模块 - 函数属性：内部（用于与存储设备的底层驱动对接） - 参数说明：addr:扇区地址 buf:指向数据缓冲区 - 返回说明：0表示读取扇区成功，否则失败 - 注：略 */UINT8 znFAT_WriteSector(UINT32 addr,UINT8 *buf) switch(Dev_No)/由Dev_No来决定所使用的存储设备驱动 case SDCARD: return SD_Write_Sector(addr,buf); break; case UDISK: /return CH375_Write_Sector(addr,buf); break; case CFCARD: /return CF_WriteSector(addr,buf); break; case OTHER: /return XXX_Write_Sector(addr,buf); break; /* - 功能描述：小端转大端，即LittleEndian车BigEndian - 隶属模块：znFAT文件系统模块 - 函数属性：内部 - 参数说明：dat:指向要转为大端的字节序列 len:要转为大端的字节序列长度 - 返回说明：转为大端模式后，字节序列所表达的数据 - 注：比如：小端模式的 0x33 0x22 0x11 0x00 (低字节在前) 转为大端模式后为 0x00 0x11 0x22 0x33 (高字节在前) 所表达的数值为 0x00112233 (CISC的CPU通常是小端的，所以znFAT也设计为小端，而单片机 这种RISC的CPU，通常来说都是大端的，所以需要这个函数将字 节的存放次序进行调整，才能得到正确的数值) */UINT32 LE2BE(UINT8 *dat,UINT8 len) UINT32 temp=0; UINT32 fact=1; UINT8 i=0; for(i=0;ilen;i+) temp+=dati*fact; /将各字节乘以相应的权值后累加 fact*=256; /更新权值 return temp;/* - 功能描述：清空某个簇的所有扇区，填充0 - 隶属模块：znFAT文件系统模块 - 函数属性：内部 - 参数说明：cluster:要清空的簇的簇号 - 返回说明：无 */#ifdef ZNFAT_EMPTY_CLUSTERvoid znFAT_Empty_Cluster(UINT32 Cluster) UINT32 iSec; UINT16 i; for(i=0;iBytesPerSector;i+) znFAT_Bufferi=0; for(iSec=SOC(Cluster);iSecSectorsPerClust;iSec+) znFAT_WriteSector(iSec,znFAT_Buffer); #endif/* - 功能描述：获取剩余容量 - 隶属模块：znFAT文件系统模块 - 函数属性：外部，使用户使用 - 参数说明：无 - 返回说明：剩余容量，单位字节 - 注：从FSInfo中读取空闲簇数，而从计算得到剩余的容量，单位字节 */#ifdef znFAT_GET_REMAIN_CAPUINT32 znFAT_Get_Remain_Cap(void) znFAT_ReadSector(1+pArg-BPB_Sector_No,znFAT_Buffer); if(struct FSInfo *)znFAT_Buffer)-Free_Cluster0=0xff & (struct FSInfo *)znFAT_Buffer)-Free_Cluster1=0xff & (struct FSInfo *)znFAT_Buffer)-Free_Cluster2=0xff & (struct FSInfo *)znFAT_Buffer)-Free_Cluster3=0xff) return pArg-Total_Size; else return LE2BE(struct FSInfo *)znFAT_Buffer)-Free_Cluster,4)*pArg-SectorsPerClust*pArg-BytesPerSector; #endif/* - 功能描述：将小字字符转为大写 - 隶属模块：znFAT文件系统模块 - 函数属性：内部 - 参数说明：c:要转换为大写的字符 - 返回说明：要转换的字节的相应的大写字符 - 注：只对小写字符有效，如果不是az的小写字符，将直接返回 */INT8 L2U(INT8 c) if(c=a & cPart0).StartLBA),4); else sec_dbr=0; return sec_dbr;/* - 功能描述：获取分区的总容量 - 隶属模块：znFAT文件系统模块 - 函数属性：外部，使用户使用 - 参数说明：无 - 返回说明：分区容量值，单位为字节 - 注：这里得到的总容量是znFAT分区的容量，一定小于实际的物理容量 */#ifdef ZNFAT_GET_TOTAL_SIZEUINT32 znFAT_Get_Total_Size(void) return pArg-Total_Size;#endif/* - 功能描述：读取FSInfo获取最近的一个可用空闲簇 - 隶属模块：znFAT文件系统模块 - 函数属性：内部 - 参数说明：无 - 返回说明：最近的一个可用空闲簇 - 注：znFAT中的FSInfo扇区(绝对1扇区)中记录了最近的一个可用空闲簇 */UINT32 Search_Last_Usable_Cluster(void) znFAT_ReadSector(1+pArg-BPB_Sector_No,znFAT_Buffer); return LE2BE(struct FSInfo *)znFAT_Buffer)-Last_Cluster,4);/* - 功能描述：znFAT文件系统初始化 - 隶属模块：znFAT文件系统模块 - 函数属性：外部，使用户使用 - 参数说明：znFAT_Init_Arg类型的结构体指针，用于装载一些重要的参数信息， 以备后面使用 - 返回说明：无 - 注：在使用znFAT前，这个函数是必须先被调用的，将很多参数信息装入到 arg指向的结构体中，比如扇区大小、根目录的位置、FAT表大小等等。 这些参数绝大部分是来自于DBR的BPB中，因此此函数主要在作对DBR的参数解析 */void znFAT_Init(void) struct znFAT_BPB *bpb; bpb=(struct znFAT_BPB *)(znFAT_Buffer); /将数据缓冲区指针转为struct znFAT_BPB 型指针 pArg-DEV_No=Dev_No; /装入设备号 pArg-BPB_Sector_No =znFAT_Find_DBR(); /znFAT_FindBPB()可以返回BPB所在的扇区号 znFAT_ReadSector(pArg-BPB_Sector_No,znFAT_Buffer); pArg-FATsectors =LE2BE(bpb-BPB_FATSz32) ,4);/装入FAT表占用的扇区数到FATsectors中 pArg-FirstDirClust =LE2BE(bpb-BPB_RootClus) ,4);/装入根目录簇号到FirstDirClust中 pArg-BytesPerSector =LE2BE(bpb-BPB_BytesPerSec),2);/装入每扇区字节数到BytesPerSector中 pArg-SectorsPerClust =LE2BE(bpb-BPB_SecPerClus) ,1);/装入每簇扇区数到SectorsPerClust 中 pArg-FirstFATSector =LE2BE(bpb-BPB_RsvdSecCnt) ,2)+pArg-BPB_Sector_No;/装入第一个FAT表扇区号到FirstFATSector 中 pArg-FirstDirSector =(pArg-FirstFATSector)+(bpb-BPB_NumFATs0)*(pArg-FATsectors); /装入第一个目录扇区到FirstDirSector中 pArg-Total_Size =LE2BE(bpb-BPB_TotSec32),4)*pArg-BytesPerSector; /磁盘的总容量，单位是字节 temp_last_cluster=Search_Last_Usable_Cluster();/* - 功能描述：更新FSInfo中的可用空闲簇的数量 - 隶属模块：znFAT文件系统模块 - 函数属性：内部 - 参数说明：PlusOrMinus:可用空闲簇数加1或减1 - 返回说明：无 - 注：创建文件、追加数据、删除文件等操作都可能会使可用的空闲簇数变化 要及时更新 */#ifdef ZNFAT_UPDATE_FSINFO_FREE_CLUvoid znFAT_Update_FSInfo_Free_Clu(UINT32 PlusOrMinus) UINT32 Free_Clu=0; znFAT_ReadSector(1+pArg-BPB_Sector_No,znFAT_Buffer); Free_Clu=(znFAT_Get_Remain_Cap()/(pArg-SectorsPerClust*pArg-BytesPerSector); if(PlusOrMinus) Free_Clu+; else Free_Clu-; (struct FSInfo *)znFAT_Buffer)-Free_Cluster0=Free_Clu&0x000000ff;/(UINT8 *)&Free_Clu)0; (struct FSInfo *)znFAT_Buffer)-Free_Cluster1=(Free_Clu&0x0000ff00)8;/(UINT8 *)&Free_Clu)1; (struct FSInfo *)znFAT_Buffer)-Free_Cluster2=(Free_Clu&0x00ff0000)16;/(UINT8 *)&Free_Clu)2; (struct FSInfo *)znFAT_Buffer)-Free_Cluster3=(Free_Clu&0xff000000)24;/(UINT8 *)&Free_Clu)3; znFAT_WriteSector(1+pArg-BPB_Sector_No,znFAT_Buffer); #endif/* - 功能描述：更新FSInfo中的下一个可用空闲簇的簇号 - 隶属模块：znFAT文件系统模块 - 函数属性：内部 - 参数说明：Last_Clu:将要更新到FSInfo中的下一个可用空闲簇的簇号 - 返回说明：无 - 注：FSInfo中的下一个可用空闲簇号可以给文件系统一个参考，直接告诉文件系统 下一个可用的空闲簇在什么地方 */#ifdef ZNFAT_UPDATE_FSINFO_LAST_CLUvoid znFAT_Update_FSInfo_Last_Clu(UINT32 Last_Clu) znFAT_ReadSector(1+pArg-BPB_Sector_No,znFAT_Buffer); (struct FSInfo *)znFAT_Buffer)-Last_Cluster0=Last_Clu&0x000000ff;/(UINT8 *)&Last_Clu)0; (struct FSInfo *)znFAT_Buffer)-Last_Cluster1=(Last_Clu&0x0000ff00)8;/(UINT8 *)&Last_Clu)1; (struct FSInfo *)znFAT_Buffer)-Last_Cluster2=(Last_Clu&0x00ff0000)16;/(UINT8 *)&Last_Clu)2; (struct FSInfo *)znFAT_Buffer)-Last_Cluster3=(Last_Clu&0xff000000)24;/(UINT8 *)&Last_Clu)3; znFAT_WriteSector(1+pArg-BPB_Sector_No,znFAT_Buffer);#endif/* - 功能描述：获得下一个簇的簇号 - 隶属模块：znFAT文件系统模块 - 函数属性：内部 - 参数说明：LastCluster:基准簇号 - 返回说明：LastClutster的下一簇的簇号 - 注：获得下一簇的簇号，就是凭借FAT表中所记录的簇链关系来实现的 */#ifdef ZNFAT_GETNEXTCLUSTERUINT32 znFAT_GetNextCluster(UINT32 LastCluster) UINT32 temp; struct znFAT_FAT *pFAT; struct znFAT_FAT_Item *pFAT_Item; temp=(LastCluster/128)+pArg-FirstFATSector); znFAT_ReadSector(temp,znFAT_Buffer); pFAT=(struct znFAT_FAT *)znFAT_Buffer; pFAT_Item=&(pFAT-Items)LastCluster%128); return LE2BE(UINT8 *)pFAT_