【TI原创】基于LM3s811的数码相框实现

梦之旅

【TI原创】基于LM3s811的数码相框实现 [复制链接]

   采用SD卡的形式，从SD卡读取取模软件转换好的pic文件，然后通过3.2寸液晶屏显示出来，SD是在液晶屏背后的，LM3S811采用的就是原来EEWORLD送的，采用的文件格式是FAT格式,

SD卡部分简介

 该项目是我暑假时候学习FAT时候用的，下面是SD卡相关资料和初始化代码：

 

 

  

SD卡初始化

    1.SD卡的官方资料(我承认这个资料很垃圾，比起民间的技术总结它的内容可谓又臭又长，但是作为基础也要了解一下，SD协议不用看)
      2.清晰明了的MMC卡时序图(虽然这个是MMC卡的，但是在初始化的时候CMD0的时序是一样的)

电路：我用的SD卡的电路其实很简单，参考SD卡的官方资料中的电路链接就可以的。
供电问题：由于SD卡的电压是3.3V，所以你的CPU必须支持3.3V的IO端口输出。

再来说一说鸡毛蒜皮的细节：
1.为了使SD卡初始化进入SPI模式，我们需要使用的命令有3个：CMD0,ACMD41,CMD55（使用ACMD类的指令前应先发CMD55，CMD55起到一个切换到ACMD类命令的作用）。

2.为什么在使用CMD0以后不使用CMD1？CMD1是MMC卡使用的指令，虽然本文并不想讨论MMC卡的问题，但是我还是要说：为了实现兼容性，上电或者发送CMD0后，应该首先发送CMD55+ACMD41确认是否有回应，如果有回应则为SD卡，如果等回应超时，则可能是MMC卡，再发CMD1确认。

3.正确的回应内容应该是：
      CMD0——0x01（SD卡处于in-idle-state）
      CMD55——0x01（SD卡处于in-idle-state）
      ACMD41——0x00（SD卡跳出in-idle-state，完成初始化准备接受下一条指令）

      这里要说的是如果最后的回应内容还是0x01的话，可以循环发送CMD55+ACMD41，直到回应的内容0x00。

4.在所有的指令中，唯独CMD0特殊，在向SD卡发送以前需要向SD卡发送74+个时钟。那么为什么要74个CLK呢？因为在上电初期，电压的上升过程据SD卡组织的计算约合64个CLK周期才能到达SD卡的正常工作电压他们管这个叫做Supply ramp up time，其后的10个CLK是为了与SD卡同步，之后开始CMD0的操作，严格按照此项操作，一定没有问题。

5.关于SD卡的SPI总线，在读入数据时SD卡的SPI是CLK的上升沿输入锁存，输出数据也是在上升沿。

6.向SD卡写入一个CMD或者ACMD指令的过程是这样的：
首先使CS为低电平，SD卡使能；其次在SD卡的Din写入指令；写入指令后还要附加8个填充时钟，是SD卡完成内部操作；之后在SD卡的Dout上接受回应；回应接受完毕使CS为低电平，再附加8个填充时钟。

7.在SD卡的Din没有数据写入时，应使Din保持高电平。

[ 本帖最后由 梦之旅 于 2011-10-10 23:52 编辑 ]

梦之旅

  磁盘上的数据按照其不同的特点和作用大致可分为5部分：MBR区、DBR区、FAT区、DIR区和DATA区。我们来分别介绍一下：
（1）MBR区（主引导扇区）
MBR（Main Boot Record）,按其字面上的理解即为主引导记录区,位于整个硬盘的0磁道0柱面1扇区。不过,在总共512字节的主引导扇区中,MBR只占用了其中的446个字节（偏移0--偏移1BDH）,另外的64个字节（偏移1BEH--偏移1FDH）交给了DPT(Disk Partition Table硬盘分区表)（见下表）,最后两个字节"55,AA"（偏移1FEH- 偏移1FFH）是分区的结束标志。这个整体构成了硬盘的主引导扇区。
主引导记录中包含了硬盘的一系列参数和一段引导程序。其中的硬盘引导程序的主要作用是检查分区表是否正确并且在系统硬件完成自检以后引导具有激活标志的分区上的操作系统,并将控制权交给启动程序。MBR是由分区程序（如Fdisk.com）所产生的,它不依赖任何操作系统,而且硬盘引导程序也是可以改变的,从而实现多系统共存。
偏移 长度 所表达的意义
0 字节分区状态：如0-->非活动分区
80--> 活动分区
1 字节该分区起始头（HEAD）
2 字该分区起始扇区和起始柱面
4 字节该分区类型：如82--> Linux Native分区
83--> Linux Swap 分区
5 字节该分区终止头（HEAD）
6 字该分区终止扇区和终止柱面
8 双字该分区起始绝对分区
C 双字该分区扇区数
下面,我们以一个实例让大家更直观地来了解主引导记录：
例：80 01 01 00 0B FE BF FC 3F 00 00 00 7E 86 BB 00
在这里我们可以看到,最前面的"80"是一个分区的激活标志,表示系统可引导;"01 01 00"表示分区开始的磁头号为01,开始的扇区号为01,开始的柱面号为00;"0B"表示分区的系统类型是FAT32,其他比较常用的有04（FAT16）、07（NTFS）;"FE BF FC"表示分区结束的磁头号为254,分区结束的扇区号为63、分区结束的柱面号为764;"3F 00 00 00"表示首扇区的相对扇区号为63;"7E 86 BB 00"表示总扇区数为12289622。
（2）DBR区
DBR（Dos Boot Record）是操作系统引导记录区的意思。它通常位于硬盘的0磁道1柱面1扇区,是操作系统可以直接访问的第一个扇区,它包括一个引导程序和一个被称为BPB（Bios Parameter Block）的本分区参数记录表。引导程序的主要任务是当MBR将系统控制权交给它时,判断本分区跟目录前两个文件是不是操作系统的引导文件（以DOS为例,即是Io.sys和Msdos.sys）。如果确定存在,就把其读入内存,并把控制权交给该文件。BPB参数块记录着本分区的起始扇区、结束扇区、文件存储格式、硬盘介质描述符、根目录大小、FAT个数,分配单元的大小等重要参数。
（3）FAT区

在DBR之后的是我们比较熟悉的FAT（File Allocation Table文件分配表）区。在解释文件分配表的概念之前,我们先来谈谈簇（cluster）的概念。文件占用磁盘空间时,基本单位不是字节而是簇。簇的大小与磁盘的规格有关,一般情况下,软盘每簇是1个扇区,硬盘每簇的扇区数与硬盘的总容量大小有关,可能是4、8、16、32、64……
通过上文我们已经知道,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,而往往会分成若干段,像一条链子一样存放。这种存储方式称为文件的链式存储。硬盘上的文件常常要进行创建、删除、增长、缩短等操作。这样操作做的越多,盘上的文件就可能被分得越零碎（每段至少是1簇）。但是,由于硬盘上保存着段与段之间的连接信息（即FAT）,操作系统在读取文件时,总是能够准确地找到各段的位置并正确读出。不过,这种以簇为单位的存储法也是有其缺陷的。这主要表现在对空间的利用上。每个文件的最后一簇都有可能有未被完全利用的空间（称为尾簇空间）。一般来说,当文件个数比较多时,平均每个文件要浪费半个簇的空间。
好了,我们言归正传,为了实现文件的链式存储,硬盘上必须准确地记录哪些簇已经被文件占用,还必须为每个已经占用的簇指明存储后继内容的下一个簇的簇号,对一个文件的最后一簇,则要指明本簇无后继簇。这些都是由FAT表来保存的,表中有很多表项,每项记录一个簇的信息。
由于FAT对于文件管理的重要性,所以FAT有一个备份,即在原FAT的后面再建一个同样的FAT。初形成的FAT中所有项都标明为"未占用",但如果磁盘有局部损坏,那么格式化程序会检测出损坏的簇,在相应的项中标为"坏簇",以后存文件时就不会再使用这个簇了。FAT的项数与硬盘上的总簇数相当,每一项占用的字节数也要与总簇数相适应,因为其中需要存放簇号。FAT的格式有多种,最为常见和为读者所熟悉的是FAT16和FAT32,其中FAT16是指文件分配表使用16位数字,由于16位分配表最多能管理65536（即2的16次方）个簇,也就是所规定的一个硬盘分区。
由于每个簇的存储空间最大只有32KB,所以在使用FAT16管理硬盘时,每个分区的最大存储容量只有（65536×32 KB）即2048MB,也就是我们常说的2G。现在的硬盘容量是越来越大,由于FAT16对硬盘分区的容量限制,所以当硬盘容量超过2G之后,用户只能将硬盘划分成多个2G的分区后才能正常使用,为此微软公司从Windows 95 OSR2版本开始使用FAT32标准,即使用32位的文件分配表来管理硬盘文件,这样系统就能为文件分配多达4294967296（即2的32次方）个簇,所以在簇同样为32KB时每个分区容量最大可达65G以上。此外使用FAT32管理硬盘时,每个逻辑盘中的簇长度也比使用FAT16标准管理的同等容量逻辑盘小很多。由于文件存储在硬盘上占用的磁盘空间以簇为最小单位,所以某一文件即使只有几十个字节也必须占用整个簇,因此逻辑盘的簇单位容量越小越能合理利用存储空间。所以FAT32更适于大硬盘。
（4）DIR区（根目录区）
DIR（Directory）是根目录区,紧接着第二FAT表（即备份的FAT表）之后,记录着根目录下每个文件（目录）的起始单元,文件的属性等。定位文件位置时,操作系统根据DIR中的起始单元,结合FAT表就可以知道文件在硬盘中的具体位置和大小了。
（5）数据（DATA）区
数据区是真正意义上的数据存储的地方,位于DIR区之后,占据硬盘上的大部分数据空间。
下面是FAT相关代码

cat3902982

这个貌似都是COPY的 可能给力的在下面，期待一下！

梦之旅

恩，没时间写东西，原代码是有的，有时间15号左右再更新，没时间算了，最近工作项目催的太紧，hoho，今晚心情不好，所以放下项目来这轻松一下而已，其他不重要的

[ 本帖最后由 梦之旅 于 2011-10-11 00:48 编辑 ]

Study_Stellaris

不愧是版主，这么晚了，还将原创资料发上来，感动啊。

梦之旅

这不敢当，我这不是原创的，hoho，原创以后再更新吧，但源代码和具体流程是大概有的，过段时间有空整理出来，我现在好多东西来不及整理，不好意思

wstt

SD卡的官方协议基本上没说啥？
到底是怎么回事根本没说。

fengzhang2002

不错不错，支持一下

0212009623

上图