媒體卡MMC(MultiMedia Card)是由美國SanDisk公司和德國Simens公司于1997年共同開發(fā)推出的一種多功能存儲卡。內置控制電路,，可以使用在手機,、數碼相機、MP3,、PDA等多種數字設備上,，可反復記錄30萬次。現在市場上的主流容量有128 MB～2 GB,。
           文中首先介紹單片機對SPI協(xié)議下的MMC卡的底層讀寫操作,，然后分析MMC卡文件系統(tǒng)的結構，最后詳細說明MMC卡文件的創(chuàng)建,、讀寫,、刪除等操作。該方法可應用到與Windows有交互的嵌入式系統(tǒng)中,，便于文件的統(tǒng)一管理,。

       1 單片機與MMC卡的接口

       1.1 單片機與MMC卡的接口電路
   

       接口電路采用的是Philips公司的增強型LPC93x系列單片機。它除了比普通的8051有更快的指令執(zhí)行周期外,，還提供多種在片的硬件接口功能,，如UART、SPI,、I2C等,，因此用LPC93x的SPI接口實現單片機與MMC卡的互連。
   

       MMC卡有7個引腳,，支持兩種串行數據傳輸協(xié)議,，即MMC(Multimedia Card)模式和SPI(Serial PeripheralInterface)模式。在SPI模式中,，通過4條信號線完成數據的傳輸,。這4條信號線分別是時鐘SPICLK、數據輸入MISO,、數據輸出MOSI和片選SS#,。
   

        LPC93x單片機與MMC卡的接口電路如圖1所示。

 
       1.2 MMC卡底層讀寫原理
   

        MMC卡讀寫操作都是基于命令的,，通過向MMC卡發(fā)送樞直的命令并讀取樞直的響應來實現對MMC卡的控制,。在對MMC卡讀寫之前，首先要進行初始化操作,。這是確保MMC卡能在SPI模式下進行正常數據讀寫的前提,。需要注意的是，在發(fā)送使MMC卡空閑命令CMD0之前至少等待74個時鐘,，確保MMC卡進入SPI模式,。
   

        初始化完成之后，如果使用默認的塊讀寫長度(512字節(jié)),，就可進行MMC卡的讀寫,。當然，也可用CMD16來設置,。MMC卡的塊讀取長度,，可以是1～512字節(jié)之間的任意值。但是對MMC的寫過程則要求塊長度必須為512字節(jié),。無論是MMC卡的讀還是寫,，都要求在讀寫命令發(fā)送后有數據起始令牌FEH，數據傳輸結束之后有2個字節(jié)的循環(huán)冗余編碼CRC(Cyclic Redundancy Codes),。

        2 MMC卡文件系統(tǒng)的結構分析
   

       要使寫入MMC卡的數據在Windows下訪問,，需要在MMC卡上創(chuàng)建Windows支持的FATl6文件系統(tǒng)。MMC卡上的FATl6文件系統(tǒng)的結構包含分區(qū)引導記錄,、文件分配表,、文件目錄表以及數據區(qū)4個部分。
   

      分區(qū)引導記錄通常包含4塊內容,；
      ①BIOS參數記錄塊BPB(BIPS Parameter Block),；
      ②磁盤標志記錄表；
      ③分區(qū)引導記錄代碼區(qū),；
      ④結束標志55AA,。
   

       BPB表從扇區(qū)字節(jié)位移0bH開始，共占25字節(jié),。表1是從MMC卡的首扇區(qū)中讀出的BPB表的內容,。

       在分區(qū)引導記錄之后是FAT(File Allocation Table,，文件分配表)區(qū)。FATl6的文件系統(tǒng)中有兩份完全相同的文件分配表FAT1和FAT2,，每份FAT表占用空間的大小可從BPB表中查得,。
   

       文件在磁盤上以簇為單位存儲，但是同一個文件的數據并不一定完整地存放在磁盤的一個連續(xù)的區(qū)域內,，往往會分成若干簇,，FAT表就是記錄文件存儲中簇與簇之問連接信息的，這就是文件的鏈式存儲,。FATl6以2個字節(jié)(即16位)表示1個簇,，起始2個字為F8FFH、FFFFH,，后面的FFFFH表示終止,，0000H表示未使用。
   

       緊接在FAT表之后的是文件目錄表FDT,，固定占32個扇區(qū),，每個扇區(qū)可以容納16個登記項，每個登記項的長度是32字節(jié),。
   

        文件目錄表之后就是數據區(qū)DATA,，用來存放文件數據，占用大部分的磁盤空間,。

       3 MMC卡文件系統(tǒng)的實現
   

        單片機對MMC底層的讀寫,，按照FAT16的格式對MMC卡上數據進行操作，就可在MMC卡上創(chuàng)建文件,、讀寫文件和刪除文件等,，從而實現文件的管理。3.1 文件(或目錄)的創(chuàng)建
   

       在MMC卡上創(chuàng)建文件(或目錄)的過程就是在文件目錄表FDT中申請登記項的過程,。登記項中包括文件名,、文件長度和起始簇號等內容。為此定義了如下結構：   

     代碼
typedef struct{   
  u8 FileName[8]; //文件名,，不足8字節(jié)用空格補充   
  u8 ExtName[3]; //擴展名   
  u8 attribute; //屬性,，典型值:存檔(0x20)、卷標(0x08)   
  u8 reserved[10]; //保留   
  u16 time; //time=Hr*2048+Min*32+Sec+2   
  u16 date; //date=(Yr-1980)*512+Mon*32+Day   
  u16 StartCluster; //起始簇號   
  u32 FileLength; //文件長度   
}DIR_tag;  

        文件名一般占用8字節(jié),，長的文件名需要用resetx,ed[]數組,。文件名的首字節(jié)又表明該文件的狀態(tài)，00H表示該目錄項未使用,，E5H表示該文件(或目錄)已被刪除,。創(chuàng)建目錄時，屬性值設置為10H(表示子目錄),，文件長度為0,。

      3.2 文件的讀寫
   

        MMC卡上文件都是以簇為單位存取的,。當讀取MMC卡上的文件時，首先要根據文件名查找到該文件的目錄登記項,。根據目錄登記項中的起始簇號既可找到文件在數據區(qū)DATA中第1簇的內容,，又可在FAT表中找到第2個簇號。根據第2個簇號又能找到第2簇的內容和FAT表中的第3個簇號,。這樣，就可以根據FAT表中的簇號讀取到全部文件數據,。寫文件時要保證FAT1和FAT2中內容的一致性,，即對兩塊都要進行同樣的寫操作。對于FATl6,，可以由下面的公式計算出數據起始邏輯扇區(qū)號：
   

       起始邏輯扇區(qū)=隱藏扇區(qū)數+1+2*每FAT扇區(qū)數+FDT扇區(qū)數+(起始簇號-2)*每簇扇區(qū)數
   

       從表1可知,，MMC卡上隱藏的扇區(qū)數為0，每個FAT占用243個扇區(qū),，FDT固定占用32個扇區(qū),。寫文件的相關代碼如下(設文件長度小于512字節(jié))：