MCS-51单片机读写U盘的程序设计

这个程序用180行C代码就能够读取FAT16文件系统U盘的根目录，可以看到根目录下的文件名，并可显示首文件内容，不过，该程序很不严谨，也没有任何错误处理，对U盘兼容性较差，只是用于简单试验，作为参考。

这个程序可以支持WINDOWS按FAT16格式化的U盘，因为程序精简，所以只兼容超过50%以上的U盘品牌，如果换成CH375A芯片则兼容性可提高到85%，当然，如果使用WCH公司的子程序库或者正式版本的C源程序兼容性更好。下欢测试以下U盘通过：郎科/超稳经典64M/超稳迷你128M/U160-64M/超稳普及128M，爱国者/迷你王16M/邮箱型，黑匣子/64M，微闪/64M，飙王/32M/64M/128M，晶彩/C200-64M，新科/256M，昂达/128M.。欢迎提供测试结果。

未通过U盘：爱国者/智慧棒128M，清华普天/USB2.0-128M，当然，使用WCH的子程序库或CH375A都可以测试通过 。
 

＃i nclude

＃i nclude “CH375INC.H”

＃i nclude /* 以下定义适用于MCS-51单片机，其它单片机参照修改 */

#define UINT8 unsigned char

#define UINT16 unsigned short

#define UINT32 unsigned long

#define UINT8X unsigned char xdata

#define UINT8VX unsigned char volatile xdata

UINT8VX CH375_CMD_PORT _at_ 0xBDF1; /* CH375命令端口的I/O地址 */

UINT8VX CH375_DAT_PORT _at_ 0xBCF0; /* CH375数据端口的I/O地址 */

#define CH375_INT_WIRE INT0 /* P3.2， 连接CH375的INT#引脚，用于查询中

断状态 */

UINT8X DISK_BUFFER［512*32］ _at_ 0x0000; /* 外部RAM数据缓冲区的起始地址 */

UINT32 DiskStart; /* 逻辑盘的起始绝对扇区号LBA */

UINT8 SecPerClus; /* 逻辑盘的每簇扇区数 */

UINT8 RsvdSecCnt; /* 逻辑盘的保留扇区数 */

UINT16 FATSz16; /* FAT16逻辑盘的FAT表占用的扇区数 */

/* ********** 硬件USB接口层，无论如何这层省不掉，单片机总要与CH375接口吧 */

void mDelaymS（ UINT8 delay ） {

UINT8 i， j， c;

for （ i = delay; i ！= 0; i -- ） {

for （ j = 200; j ！= 0; j -- ） c += 3;

for （ j = 200; j ！= 0; j -- ） c += 3;

}

}

void CH375_WR_CMD_PORT（ UINT8 cmd ） { /* 向CH375的命令端口写入命令 */

CH375_CMD_PORT=cmd;

for （ cmd = 2; cmd ！= 0; cmd -- ）; /* 发出命令码前后应该各延时2uS */

}

void CH375_WR_DAT_PORT（ UINT8 dat ） { /* 向CH375的数据端口写入数据 */

CH375_DAT_PORT=dat; /* 因为MCS51单片机较慢所以实际上无需延时 */

}

UINT8 CH375_RD_DAT_PORT（ void ） { /* 从CH375的数据端口读出数据 */

return（ CH375_DAT_PORT ）; /* 因为MCS51单片机较慢所以实际上无需延时 */

}

UINT8 mWaitInterrupt（ void ） { /* 等待CH375中断并获取状态，返回操作状态 */

while（ CH375_INT_WIRE ）; /* 查询等待CH375操作完成中断（INT#低电平） */

CH375_WR_CMD_PORT（ CMD_GET_STATUS ）; /* 产生操作完成中断，获取中断状态 */

return（ CH375_RD_DAT_PORT（ ） ）;

}

/* ********** BulkOnly传输协议层，被CH375内置了，无需编写单片机程序 */

/* ********** RBC/SCSI命令层，虽然被CH375内置了，但是要写程序发出命令及收发数据

*/

UINT8 mInitDisk（ void ） { /* 初始化磁盘 */

UINT8 Status;

CH375_WR_CMD_PORT（ CMD_GET_STATUS ）; /* 产生操作完成中断， 获取中断状态 */

Status = CH375_RD_DAT_PORT（ ）;

if （ Status == USB_INT_DISCONNECT ） return（ Status ）; /* USB设备断开 */

CH375_WR_CMD_PORT（ CMD_DISK_INIT ）; /* 初始化USB存储器 */

Status = mWaitInterrupt（ ）; /* 等待中断并获取状态 */

if （ Status ！= USB_INT_SUCCESS ） return（ Status ）; /* 出现错误 */

CH375_WR_CMD_PORT（ CMD_DISK_SIZE ）; /* 获取USB存储器的容量 */

Status = mWaitInterrupt（ ）; /* 等待中断并获取状态 */

if （ Status ！= USB_INT_SUCCESS ） { /* 出错重试 */

/* 对于CH375A芯片，建议在此执行一次CMD_DISK_R_SENSE命令 */

mDelaymS（ 250 ）;

CH375_WR_CMD_PORT（ CMD_DISK_SIZE ）; /* 获取USB存储器的容量 */

Status = mWaitInterrupt（ ）; /* 等待中断并获取状态 */

}

if （ Status ！= USB_INT_SUCCESS ） return（ Status ）; /* 出现错误 */

return（ 0 ）; /* U盘已经成功初始化 */

}

UINT8 mReadSector（ UINT32 iLbaStart， UINT8 iSectorCount， UINT8X *oDataBuffer ）

{

UINT16 mBlockCount;

UINT8 c;

CH375_WR_CMD_PORT（ CMD_DISK_READ ）; /* 从USB存储器读数据块 */

CH375_WR_DAT_PORT（ （UINT8）iLbaStart ）; /* LBA的最低8位 */

CH375_WR_DAT_PORT（ （UINT8）（ iLbaStart 》》 8 ） ）;

CH375_WR_DAT_PORT（ （UINT8）（ iLbaStart 》》 16 ） ）;

CH375_WR_DAT_PORT（ （UINT8）（ iLbaStart 》》 24 ） ）; /* LBA的最高8位 */

CH375_WR_DAT_PORT（ iSectorCount ）; /* 扇区数 */

for （ mBlockCount = iSectorCount * 8; mBlockCount ！= 0; mBlockCount -- ） {

c = mWaitInterrupt（ ）; /* 等待中断并获取状态 */

if （ c == USB_INT_DISK_READ ） { /* 等待中断并获取状态，请求数据读出 */

CH375_WR_CMD_PORT（ CMD_RD_USB_DATA ）; /* 从CH375缓冲区读取数据块 */

c = CH375_RD_DAT_PORT（ ）; /* 后续数据的长度 */

while （ c -- ） *oDataBuffer++ = CH375_RD_DAT_PORT（ ）;

CH375_WR_CMD_PORT（ CMD_DISK_RD_GO ）; /* 继续执行USB存储器的读操作 */

}

else break; /* 返回错误状态 */

}

if （ mBlockCount == 0 ） {

c = mWaitInterrupt（ ）; /* 等待中断并获取状态 */

if （ c== USB_INT_SUCCESS ） return（ 0 ）; /* 操作成功 */

}

return（ c ）; /* 操作失败 */

}

/* ********** FAT文件系统层，这层程序量实际较大，不过，该程序仅演示极简单的功能，所

以精简 */

UINT16 mGetPointWord（ UINT8X *iAddr ） { /* 获取字数据，因为MCS51是大端格式 */

return（ iAddr［0］ | （UINT16）iAddr［1］ 《《 8 ）;

}

UINT8 mIdenDisk（ void ） { /* 识别分析当前逻辑盘 */

UINT8 Status;

DiskStart = 0; /* 以下是非常简单的FAT文件系统的分析，正式应用绝对不应该如此简

单 */

Status = mReadSector（ 0， 1， DISK_BUFFER ）; /* 读取逻辑盘引导信息 */

if （ Status ！= 0 ） return（ Status ）;

if （ DISK_BUFFER［0］ ！= 0xEB && DISK_BUFFER［0］ ！= 0xE9 ） { /* 不是逻辑引导扇

区 */

DiskStart = DISK_BUFFER［0x1C6］ | （UINT16）DISK_BUFFER［0x1C7］ 《《 8

| （UINT32）DISK_BUFFER［0x1C8］ 《《 16 | （UINT32）DISK_BUFFER［0x1C9］ 《《 24;

Status = mReadSector（ DiskStart， 1， DISK_BUFFER ）;

if （ Status ！= 0 ） return（ Status ）;

}

SecPerClus = DISK_BUFFER［0x0D］; /* 每簇扇区数 */

RsvdSecCnt = DISK_BUFFER［0x0E］; /* 逻辑盘的保留扇区数 */

FATSz16 = mGetPointWord（ &DISK_BUFFER［0x16］ ）; /* FAT表占用扇区数 */

return（ 0 ）; /* 成功 */

}

UINT16 mLinkCluster（ UINT16 iCluster ） { /* 获得指定簇号的链接簇 */

/* 输入： iCluster 当前簇号， 返回： 原链接簇号， 如果为0则说明错误 */

UINT8 Status;

Status = mReadSector（ DiskStart + RsvdSecCnt + iCluster / 256， 1，

DISK_BUFFER ）;

if （ Status ！= 0 ） return（ 0 ）; /* 错误 */

return（ mGetPointWord（ &DISK_BUFFER［ （ iCluster + iCluster ） & 0x01FF ］ ） ）;

}

UINT32 mClusterToLba（ UINT16 iCluster ） { /* 将簇号转换为绝对LBA扇区地址 */

return（ DiskStart + RsvdSecCnt + FATSz16 * 2 + 32 + （ iCluster - 2 ） *

SecPerClus ）;

}

void mInitSTDIO（ void ） { /* 仅用于调试用途及显示内容到PC机，与该程序功能完全无

关 */

SCON = 0x50; PCON = 0x80; TMOD = 0x20; TH1 = 0xf3; TR1=1; TI=1; /* 24MHz，

9600bps */

}

void mStopIfError（ UINT8 iErrCode ） { /* 如果错误则停止运行并显示错误状态 */

if （ iErrCode == 0 ） return;

printf（ “Error status， %02Xn”， （UINT16）iErrCode ）;

}

main（ ） {

UINT8 Status;

UINT8X *CurrentDir;

UINT16 Cluster;

mDelaymS（ 200 ）; /* 延时200毫秒 */

mInitSTDIO（ ）;

CH375_WR_CMD_PORT（ CMD_SET_USB_MODE ）; /* 初始化CH375，设置USB工作模式 */

CH375_WR_DAT_PORT（ 6 ）; /* 模式代码，自动检测USB设备连接 */

while （ 1 ） {

printf（ “Insert USB diskn” ）;

while （ mWaitInterrupt（ ） ！= USB_INT_CONNECT ）; /* 等待U盘连接 */

mDelaymS（ 250 ）; /* 延时等待U盘进入正常工作状态 */

Status = mInitDisk（ ）; /* 初始化U盘，实际是识别U盘的类型，必须进行此步骤 */

mStopIfError（ Status ）;

Status = mIdenDisk（ ）; /* 识别分析U盘文件系统，必要操作 */

mStopIfError（ Status ）;

Status = mReadSector（ DiskStart + RsvdSecCnt + FATSz16 * 2， 32，

DISK_BUFFER ）;

mStopIfError（ Status ）; /* 读取FAT16逻辑盘的根目录，通常根目录占用32个扇区

*/

for （ CurrentDir = DISK_BUFFER; CurrentDir［0］ ！= 0; CurrentDir += 32 ） {

if （ （ CurrentDir［0x0B］ & 0x08 ） == 0 && CurrentDir［0］ ！= 0xE5 ） {

CurrentDir［0x0B］ = 0; /* 为了便于显示，设置文件名或者目录名的结束标志 */

printf（ “Name： %sn”， CurrentDir ）; /* 通过串口输出显示 */

}

} /* 以上显示根目录下的所有文件名，以下打开第一个文件，如果是C文件的话 */

if （ （DISK_BUFFER［0x0B］&0x08）==0 && DISK_BUFFER［0］！=0xE5 && DISK_BUFFER［8］

==‘C’ ） {

Cluster = mGetPointWord（ &DISK_BUFFER［0x1A］ ）; /* 文件的首簇 */

while （ Cluster 《 0xFFF8 ） { /* 文件簇未结束 */

if （ Cluster == 0 ） mStopIfError（ 0x8F ）; /* 对于首簇，可能是0长度文件

*/

Status = mReadSector（ mClusterToLba（ Cluster ）， SecPerClus，

DISK_BUFFER ）;

mStopIfError（ Status ）; /* 读取首簇到缓冲区 */

DISK_BUFFER［30］ = 0; printf（ “Data： %sn”， DISK_BUFFER ）; /* 显示首行

*/

Cluster = mLinkCluster（ Cluster ）; /* 获取链接簇，返回0说明错误 */

}

}

while （ mWaitInterrupt（ ） ！= USB_INT_DISCONNECT ）; /* 等待U盘拔出 */

mDelaymS（ 250 ）;

}

}
责任编辑；zl