原创 基于CH376的SD卡调试记录

基于CH376的SD卡调试记录（基于NIOS II）

一．调试计划：

1.      创建文件。

2.      向文件中写入数据

3.      打开文件

4.      读取文件

5.      删除文件

6.      枚举文件

7.      向已有文件中追加数据

8.      查询SD卡总容量

9.      查询SD卡剩余容量

10.  查询文件大小

二．调试记录

8月19日：

上午调试记录

读取SD容量，调用CH376DiskCapacity（）函数，在FILE_SYS.H中需宏定义#define EN_DISK_QUERY。返回的是磁盘总扇区数，转化成字节时需乘以512字节。

用FileCreatAndWrite()函数创建文件并向文件中写入数据，提示写入成功。

该FileCreatAndWrite()函数中创建文件使用函数CH376FileCreate（），既向当前目录下创建文件，文件命名格式：filename=”xxx.txt”。向文件中写入数据使用函数CH376ByteWrite( pfiledata, size, NULL )。

打开文件读取数据采用FileOpenAndRead(ref_u8 *pfilename,ref_u8 *pbuffer,ref_u8 size)函数，其中文件名格式filename=”xxx.txt”，即只能打开当前目录下的文件打开文件读取数据时出现问题：a.有时显示文件没找到，b.有时文件打开成功，但返回数据长度不正确，察看数据缓冲区发现数据已丢失。

下午调试记录

先前已将文件建立好，试着注释掉创建文件并向文件中写入数据那段函数之后，能成功打开文件并正确读取数据。（注：其实后来也不知道什么原因能读出来的，当时文件名是小写，所以本身操作是不合规定的。）

采用结构体数组的形式定义5组文件名，5组数据，创建5个文件，并向创建好的文件中写入定义好的数据，5组数据分别为10字节，15字节，20字节，25字节，30字节，包含字母与数字。先执行FileCreatAndWrite()函数，成功创建5个文件并分别向其中写入相应数据，注释掉该部分内容，执行FileOpenAndRead()函数，成功打开刚建的5个文件，正确返回相应的字节数。

将两部分内容连起来，既先调用FileCreatAndWrite()函数接着调用FileOpenAndRead()函数，第一部分能成功进行，提示“创建并数据写入成功”，但打开文件时提示“文件读取失败”，返回代码0x42(未找到文件提示错误)，之间需要延时？延时2秒，还是那错误……

后来将创建文件的函数改成CH376FileCreatePath(),打开文件的函数改成 CH376FileOpenPath()，既支持多路径下的文件操作后，上述问题解决，注意此时字符串格式为”/xx/xx.xx”。（其实两个函数的区别无非就是文件名关键字的提取，CH376FileCreatePath()分析文件路径，打开一层层目录之后，打开文件，CH376FileCreate()只能打开当前目录下的文件，至于为什么出错还真查不出原因，先留个记号 。）注：在8月23日调试记录中有说明。

晚上调试记录

准备在早上程序的基础上添加向文件中写入大数据量的功能，手册上说建议单次写入字节数尽量是扇区大小512 的倍数，又最大字节数不超过 65535，综合考虑选择一次能写入的最大字节数为65024。（对于读写操作，SD卡只能进行字节操作，以字节为单位的文件读写子程序，占用RAM 相对较少，能够自动处理文件长度，使用较为方便。尽量缓冲和集中多个零碎数据，然后合并起来成批成块写入，减少擦写次数。建议单次写入字节数尽量是扇区大小512 的倍数，避免频繁地向U 盘中的文件写入零碎的数据，那样会缩短U盘或者SD 卡中闪存的使用寿命（因为闪存只能进行有限次擦写））

8月20日

上午调试记录

读取文件数据得到的字节数之前是未知的，可以函数通过返回值来判断是否已将文件数据全部读完，但写入的字节数如果也是未知的呢，（不高兴去统计要写入多少字节）有办法去判断吗？

当准备一10字节的字符串，但我要求写入20字节，最后返回多少字节呢？后来用读文件数据函数去执行，返回20字节数据，由调试输出可以看到从11字节开始都为0x00，看来你规定写多少字节他就写多少字节，而且CH376的读字节命令并不以结束符结束的。想到CH376ByteWrite( buf, ReqCount, RealCount )函数中形参RealCount在例程中都是NULL，只是一个空指针，但他有什么用呢，察看沁恒的源函数库发现他返回写入字节长度，它能主动识别出正确的字符串长度吗，经调试发现他返回的数据也为20，既仍是要求写入的字节数，并不是实际的字节数，暂且想到的方法是在执行向文件写入数据函数之前，用strlen() 测试一下需写入的字符串长度与实际要求写的字节数比较，如果小于实际要求的字节数，则将测得的字符串长度付给要求的长度变量，经测试此种方法可行。

下午调试记录

后来发现一种情况导致推翻了上午的方案，strlen()是不计”\0”的长度的，既遇到0x00就停止了，当那一串字符串中有0 时，strlen()会做出错误的判断。所以上午的方案不可行。

发现在沁恒的说明文档上对文件名的书写有一定的要求：路径名和文件名的格式与DOS 文件名格式相同，但是不含盘符和冒号，左斜杠与右斜杠等效，所有字符必须是大写，不能使用通配符，文件名长度不超过11 个字符，其中主文件名不超过8个字符，扩展名不超过3个字符，如果有扩展名，则用小数点与主文件名隔开。在SD卡的FAT表中，文件名都是以大写字母的ASCLL码来表示的，如果小写芯片可不会智能识别。在此我有些疑问了，之前没注意到大写这一点，我文件名都用的小写，并且都能正常读写，不知什么原因了，而且还发现相同的文件名大写和小写CH376会认为是两个文件，所以肯定一个文件名是非正常写入SD卡的FAT 表的，由于公司提供的SD卡是焊死在电路板上的，我也不能从电脑上看看文件名的效果。（对于CH376处理小写的文件名以大写的形式存入SD卡是有例程说明的）

8月23号

调试记录

       对于CH376写数据处理数据长度问题，咨询了沁恒公司，他们的回答是：CH376没有检测写入字符串长度的功能，所以CH376ByteWrite( buf, ReqCount, RealCount )中，ReqCount，即写入的长度，必须是明确的，对于要求写的长度大于实际字符串长度时，多于的长度会以’\0’填充，并且在调用CH376ByteRead( PUINT8 buf, UINT16 ReqCount, PUINT16 RealCount )时，’\0’是算作数据长度的。

       进行了文件枚举的操作，查找根目录下的JPG文件，在xWriteCH376Cmd( CMD0H_FILE_OPEN );后返回的数据不是USB_INT_DISK_READ(0x1D),而是0xa2，这个代码CH376命令集中并未宏定义，不能很明显的看出错误原因。

       因为采用的是SPI模式，所以在每次发送完写命令后需要调用xEndCH376Cmd( )函数，使片选无效，结束CH376命令，开始忘了调用该函数导致返回错误码0xa2的。

       在8月19日的调试中遇到这样的问题CH376FileCreatePath()，CH376FileOpenPath()能正常工作，CH376FileCreate()，CH376FileOpen()不能正常工作其实还是文件名大小写的问题，文件名必须大写，CH376FileOpen()，文件名写成”/XX.XXX”,CH376FileOpenPath()文件路径写成”/XX/XX.XX”,两者’/’都不能少。

8月24号

调试记录

       写个两个关于查询磁盘剩余容量大小，查询文件大小的函数，准备在创建文件之前，先查询一下剩余容量，若有足够的空间才创建文件，在打开文件之后，查询一下文件的大小，判断依据，剩余空间的大小是否能容纳写入文件数据量的10倍大小（具体倍数应按实际情况确定）。

       在查询剩余容量时调用函数CH376DiskQuery( DiskFre )，发现调用该函数，很费时间，查了一下手册，手册上说“查询磁盘剩余空间信息，该子程序在FAT32文件系统的磁盘中调用时最快，在FAT16 文件系统的磁盘中调用时最慢，磁盘容量越大，操作越慢”。当时测试芯片格式化的时候，选择的是格成FAT16文件系统，可以在格式化的时候选择格成FAT32试下。

       在几个较小数据的文件创建好以后，扇区数一直没变，不知怎么回事歪？

       调了很长时间，发现其实我建好文件以后并没有删除，每次重新编译，下载，运行时 ，建立文件也只是覆盖原有文件，所以读出的剩余扇区数就一直不变了，将建立的文件删除后重新编译，下载 ，运行，可以看到剩余扇区数是有变化的，只是写入的实际数据大小与占用的扇区数是有差别的，这与SD卡的FAT表的结构有关。

8月26日

调试记录

测试了CH376对于SD卡大数据量数据的读写，向SD卡中写入10.1M的数据，发现创建文件写数据时，用先前的FileCreatAndWrite(ref_u8 *pfilename,ref_u8 *pfiledata,ref_u32 size)和FileOpenAndAddWrite(ref_u8 *pfilename,ref_u8 *pfiledata,ref_u32 size)效率非常低，每次执行FileOpenAndAddWrite（）会重复调用FileOpen（），FileLocate（）函数。于是修改了一下程序，按照第一次调用CreatFile（）；之后重复调用FileWrite（）函数，最后关闭文件。经测试10M数据全部写向SD中的文件共花费了80秒左右。读函数已不能用FileOpenAndRead（）因为没有足够的缓存来存储读到的数据，应先调用FileOpen（）函数，之后反复调用FileRead（）函数直至读完，在此期间可对缓存区的数据进行处理。经测试将10M的数据全部读完共花费60秒左右（不包括中间对数据处理的时间）

CH376调试中需注意的问题及一些说明：

1.    SD卡格式化时，试着格式化成FAT32格式的，在手册上说：“查询磁盘剩余空间信息，该子程序在FAT32文件系统的磁盘中调用时最快，在FAT16 文件系统的磁盘中调用时最慢，磁盘容量越大，操作越慢”。如果要查询磁盘剩余空间，使用FAT16会很慢（调试时，看到打印调试信息明显有停顿感，FAT32没有测试。）

2.    调用总容量函数和剩余容量函数时返回的是扇区数，整成字节时需乘以512.

单次写入字节数尽量是扇区大小512 的倍数，最大字节数不超过 65535。

3.    路径名和文件名的格式与DOS 文件名格式相同，但是不含盘符和冒号，左斜杠与右斜杠等效，所有字符必须是大写，不能使用通配符，文件名长度不超过11 个字符，其中主文件名不超过8个字符，扩展名不超过3个字符。CH376FileOpen()，文件名写成”/XX.XXX”,CH376FileOpenPath()文件路径写成”/XX/XX.XXX”,两者’/’都不能少。

4.    CH376没有检测写入字符串长度的功能，所以CH376ByteWrite( buf, ReqCount, RealCount )中，ReqCount，即写入的长度，必须是明确的，对于要求写的长度大于实际字符串长度时，多于的长度会以’\0’填充，并且在调用CH376ByteRead( PUINT8 buf, UINT16 ReqCount, PUINT16 RealCount )时，’\0’是算作数据长度的。（不能使用strlen（）来测试要写入数据缓存区的数据长度）

5．对于向文件中写入或者读出大数据量的数据（10M数据），调试输出过程中会有一个较长时间的停顿，属正常情况。

6．对于向SD卡中写数据，一次最大到底应该写多少数据，应该根据实际情况而定，手册上说是最大不超过65535个字节，最好一次写入的字节数是512的倍数。开始我设定的是65024，即在那个允许的范围内，选择512整数倍的最大数。后来在调试过程中我发现为了能方便进行移位操作（程序中直接用除法，效率不高）还应满足这个数是2的幂，后来将65024改成了32768，这个数值只能作为一个参考，具体数值应根据能分配的数据缓存大小确定。

7．对于从文件读数据，一次能读出的最大字节数也应该根据能分配的数据缓存大小确定，我设定的一次最大能读出512字节的数据。

程序的说明：

1.      我主要在ref_main.cpp,ref_usb.cpp,ref_usb.h三个文件中添加的定义及函数，对于添加的函数及函数中的一些关键语句，都有注释。

2．读写缓存的大小，我写了两个宏定义（#define WRITE_MAX_BUF 32768

#define READ_MAX_BUF 512，在ref_usb.h中定义）修改容量时只需修改这两个数值。

3．写大量数据时，应先调用FileOpenPath(（）函数，文件打开成功之后，反复调用FileWrite（）函数，直至将所要写入的数据写完，最后调用FileClose(TRUE)函数，关闭文件并更新文件长度。

4．读文件中的数据时，应先调用CreatFile（）函数，成功之后，反复调用FileRead（）函数，直至将文件中的数据读完，最后调用FileClose(FALSE)函数，关闭文件不更新文件长度。