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PSoCCreator组件数据手册赛普拉斯半导体公司198ChampionCourtSanJose,CA95134-1709408-943-2600文档编号:001-90223修订版*B修订时间:December5,2016特性多达四个SPI模式中的安全数字(SD)卡支持FAT12/16或FAT32格式可以选择与操作系统(OS)集成可选长文件名(LFN)处理概述emFile组件提供了与使用FAT文件系统格式化的SD卡之间的接口.
SD卡规范包括用于与SD卡通信的多个硬件接口.
该组件使用了SPI接口方式进行通信.
可以将最多四个独立SPI接口用于与每个SD卡通信.
同时支持FAT12/16和FAT32文件系统格式.
该组件提供与SD卡之间的物理接口,使用SEGGERMicrocontroller授权的emFile库提供的函数库,以操控FAT文件系统.
何时使用emFile使用emFile组件可访问格式化为FAT12/16或FAT32文件系统格式的SD卡.
入门安装emFile库emFile文件系统实现包含两个部分.
第一部分是随PSoCCreator附带的emFile组件.
第二部分是SEGGERMicrocontroller授权的emFile文件系统库.
该库以zip文件形式提供,可以从赛普拉斯网站emFile组件页面下载.
请按照以下步骤安装emFile库:1.
打开PSoCCreator并转到ComponentCatalog(组件目录)窗口.
搜索emFile组件.
该组件位于Cypress(赛普拉斯)选项卡下的下面路径:Communications>FileSystem>emFileSPIMode.
2.
右键单击emFile组件.
文件系统库(emFile)1.
20文件系统库(emFile)PSoCCreator组件数据手册页2/19文档编号:001-90223修订版*B这时将出现如图1中所示的菜单.
图1.
emFile的打开组件网页3.
单击"OpenComponentWebPage"(打开组件网页).
进入含有最新文件系统库的zip文件的登录页面.
4.
下载该zip文件,并将其解压到所选的文件夹中(保持该zip文件的目录结构).
确保文件在解压后不是只读格式.
emFile库目录组织解压后的emFile库的目录结构类似于图2所示.
图2.
emFile目录组织Code(代码)目录包含以源代码格式提供的部分库.
该目录具有两个子目录:Include(包括)和Source(源代码).
Include(包括)目录提供库的头文件.
Source(源代码)目录提供库的可执行部分,该库采用源代码格式.
PSoCCreator组件数据手册文件系统库(emFile)文档编号:001-90223修订版*B页3/19图3显示的是Code(代码)目录中的文件.
该图显示了PSoC3文件的目录组织.
PSoC5的目录包含了PSoC5器件系列(如PSoC5LP)的文件.
PSoC5的目录类似于PSoC3的文件目录组织.
图3.
emFile的"Code"目录文件列表文件系统库(emFile)PSoCCreator组件数据手册页4/19文档编号:001-90223修订版*BInclude(包括)部分划分为始终可应用于目录顶层的头文件,以及为特定LinkLibary选择的选项而使用的子目录中的头文件.
子目录的名称指定为emf.
表1中介绍了所有选项.
表1.
选项选项说明16FAT12/16格式32FAT32格式os支持操作系统nos不支持操作系统lfn支持长文件名nlfn不支持长文件名Documentation(文档)部分包含SEGGER微控制器emFile文件系统库的用户指南.
LinkLibrary部分被划分为PSoC3和PSoC5两个目录.
每个目录包含了用于每个受支持的工具链的子目录.
这些目录是为所选的特定选项提供文件系统实现的对象库.
使用本数据手册后面介绍的BuildSettings(构建设置)选项,该库被添加到工程中.
扩展的PSoC3/KeilPK51部分包含图4中显示的对象库.
图4.
LinkLibrary结构PSoCCreator组件数据手册文件系统库(emFile)文档编号:001-90223修订版*B页5/19LinkLibrary的命名约定为:emf.
.
这里的选项与include(包括)文件目录名称中使用的选项相同.
前缀和扩展名特定于使用的工具链.
请参见表2.
表2.
命名约定工具链前缀扩展名KeilPK51libGCClibaARM_MDKlibARM_RVDSlib解压后的emFile目录中的文件为changelog.
pdf、emFile_License_Agreement.
txt以及LFN-notice.
txt.
changelog.
pdf文件内容包含了在库中所进行的更改历史记录.
emFile_License_Agreement.
txt文件包含了emFile库使用条款的最终用户许可协议.
LFN-notice.
txt文件介绍了有关使用长文件名的注意内容.
选择文件系统(FS)库当选择该库时,主要应考虑到SD卡的存储能力.
FS_FormatSD()函数将分析该卡的存储容量,然后格式化为FAT16或FAT32.
当SD的存储容量小于或等于2GB时,该卡将被格式化为FAT16;如果它超过2GB,则将被格式化为FAT32.
因此,对于存储容量不大于2GB的SD卡,应使用FAT16库;则其余情况下应使用FAT32库.
其次,还要考虑是否需要支持长文件名(LFN).
如果使用了"noLFN"(不支持长文件名)或短文件名的库,则无法构建不符合"8.
3filename"的文件名.
"8.
3filename"意味着最多8个字符可用于实际文件名,以及最多3个字节可用于文件扩展.
如果SD卡包含了长文件名的文件,并且使用"noLFN"库,则该库将为它生成一个短文件名.
例如,名称为"LongNameFile.
txt"的文件将变成"LONGNA~1.
TXT"的短文件名.
"LFN"库允许创建最大256个字节的文件名.
请注意,使用LFN时会涉及到法律问题.
请参见LFN-notice.
txt,了解更多信息.
最后,还要决定是否需要使用一个外部的嵌入式操作系统(OS).
如果使用,OS将控制代码流.
特定的OS使用了一组具有不同的优先级的任务,那些任务之间会互相中断.
由于OS的多任务的性质,因此在OS尝试同时执行多项使用文件系统资源的任务时,可能会有冲突.
要避免这种状况,必须实现若干API函数.
否则,您将无法创建工程.
这些API函数会锁定文件系统资源.
每当任何文件系统API函数启动其操作时,都会锁定文件系统资源;则当文件系统API函数完成其操作时,将解锁文件系统资源.
关于锁定/解锁功能的详细说明,请参考emFile用户指南中第8章"操作系统(OS)的集成"的内容.
因为"noOS"(不支持操作系统)库采用了无限循环的代码流而不是多项任务,所以无需实现任何额外的API函数.
文件系统库(emFile)PSoCCreator组件数据手册页6/19文档编号:001-90223修订版*B为PSoC3应用创建emFile工程在PSoC3工程中使用emFile库,请按照下列步骤:1.
选择所需的库.
该选择基于是否需要FAT12/16还是FAT32、应用程序是否使用操作系统以及是否需要长文件名支持等.
该示例使用emf32nosnlfn.
lib(FAT32、不支持操作系统以及长文件名).
2.
选择所需的include(包括)文件目录.
依次选择Project>BuildSettings>DP8051Keil9.
51>Compiler>General.
单击AdditionalIncludeDirectories(附加的包括目录)属性字段中的"…"按键.
这时会显示AdditionalIncludeDirectories对话框.
单击New按键,然后为PSoC3选择include(包括)目录并为所需特定选项选择include(包括)目录.
完成时,将显示如图5所示的对话框.
图5.
添加include(包括)目录请注意,如果想在"Debug"(调试)和"Release"(释放)配置中运行工程,您需要向这两个配置添加include(包括)目录.
3.
选择所需的链接库文件.
依次选择Project>BuildSettings>DP8051Keil9.
51>Linker>General.
单击AdditionalLinkFiles(附加的链接文件)属性字段中的"…"按键.
这时会显示AdditionalLinkFiles对话框.
单击New按键,并根据所需特定选项来选择库文件.
完成时,将显示如图6所示的对话框.
PSoCCreator组件数据手册文件系统库(emFile)文档编号:001-90223修订版*B页7/19图6.
添加链接库注意:如果想在"Debug"(调试)和"Release"(释放)配置中运行工程,您需要向这两个配置添加链接库.
4.
如果想使用文件系统库的调试记录特性,请在工程中添加源文件FS_ConfigIO.
c.
欲了解有关调试的详细信息,请参见emFile用户指南中第9章的内容.
如果使用操作系统,还要添加FS_X_OS.
c.
请参见emFile用户指南中第8章的内容,了解有关操作系统集成的更详细信息.
这些文件可以从Code(代码)/Source(源代码)/PSoC3目录直接添加到工程中,或先复制到工程目录下,然后从那里添加.
这些文件通常将进行编辑,因此您需要决定是更改原始文件还是特定工程的副本.
通过Project>ExistingItem,将这些文件添加到工程中.
会打开图7中显示的对话框,供您选择文件.
文件系统库(emFile)PSoCCreator组件数据手册页8/19文档编号:001-90223修订版*B图7.
添加PSoC3源文件5.
向main.
c函数中添加头文件.
现在PSoC3emFile库已经包含在工程中.
使用GCC工具链为PSoC5LP应用创建emFile工程为PSoC5LP创建emFile工程的步骤与PSoC3的步骤相同(除了在使用GCC工具链的情况下).
使用GCC工具链时,必须指定库文件所在的目录,而非以文件形式添加链接库.
使用GCC工具链为PSoC5LP应用创建emFile工程的步骤如下:1.
选择所需的库.
该选择基于是否需要FAT12/16还是FAT32、应用程序是否使用操作系统以及是否需要长文件名支持等.
该示例使用emf32nosnlfn.
lib(FAT32、不支持操作系统以及长文件名).
2.
选择所需的include(包括)文件目录.
依次选择Project>BuildSettings>ARMGCC4.
7.
3>Compiler>General.
单击AdditionalIncludeDirectories(附加的包括目录)属性字段中的"…"按键.
这时会显示AdditionalIncludeDirectories对话框.
单击PSoCCreator组件数据手册文件系统库(emFile)文档编号:001-90223修订版*B页9/19New按键,然后为PSoC3选择include(包括)目录并为所需特定选项选择include(包括)目录.
完成时,将显示如图8所示的对话框.
图8.
添加include(包括)目录注意:如果想在"Debug"(调试)和"Release"(释放)配置中运行工程,您需要向这两个配置添加include(包括)目录.
3.
依次选择Project>BuildSettings>ARMGCC4.
7.
3>Linker>General>AdditionalLibraryDirectories.
单击"AdditionalLibraryDirectories"(附加的库目录)属性字段中的"…"按键.
这时会显示AdditionalLibraryDirectories对话框.
4.
单击New按键并为GCC库选择库目录.
完成时,将显示如图9所示的对话框.
文件系统库(emFile)PSoCCreator组件数据手册页10/19文档编号:001-90223修订版*B图9.
添加库目录5.
在库目录中指定库.
a.
依次选择Project>BuildSettings>ARMGCC4.
7.
3>Linker>General>AdditionalLibraries.
b.
键入库名称(从名称中去除"lib"前缀和".
a"后缀).
c.
假设使用libemf32nosnlfn.
a库文件,则库名称应为emf32nosnlfn,请参见图10.
PSoCCreator组件数据手册文件系统库(emFile)文档编号:001-90223修订版*B页11/19图10.
指定库名注意:如果想在"Debug"(调试)和"Release"(释放)配置中运行工程,您需要向这两个配置添加链接库.
6.
要想使用操作系统或记录特性,则应向工程中添加FS_ConfigIO.
corFS_X_OS.
c.
欲了解有关使用操作系统集成和记录特性的详细信息,请分别参阅emFile用户指南中第8和第9章的内容.
所述的文件可以从Code(代码)/Source(源代码)/PSoC5目录直接添加到工程中,或先复制到工程目录下,然后从那里添加.
这些文件通常将进行编辑,因此您需要决定是更改原始文件还是特定工程的副本.
通过选择Project>ExistingItem,将这些文件添加到工程中.
此时会打开如图11中显示的对话框,供您选择文件.
文件系统库(emFile)PSoCCreator组件数据手册页12/19文档编号:001-90223修订版*B图11.
添加PSoC5源文件7.
向main.
c函数中添加头文件.
现在PSoC5LPemFile库已经包含在工程中.
使用MDK和RVDS工具链为PSoC5LP应用创建emFile工程*.
zip文件中也是ARMMDK和ARMRVDS编译器的库.
ARMRVDS和ARMMDK库的工程创建流程和PSoC3应用的创建流程相同(除了需要使用PSoC5目录中的文件和库的情况下).
输入/输出接口本节介绍emFile组件的各种输入和输出接口.
I/O列表中的星号(*)表示该I/O可能在I/O说明中列出的情况下从组件中排除.
在符号上,组件没有可见的连接.
显示的所有连接是用于组件内部包含的引脚连接.
这些引脚都会显示在设计范围资源引脚编辑器中.
必须使用引脚编辑器将它们分配给合适的物理引脚.
每个PSoCCreator组件数据手册文件系统库(emFile)文档编号:001-90223修订版*B页13/19接口具有四个引脚(使用索引0到3命名),表示组件支持四个独立的SD卡.
这四个引脚中的一个会出现在设计中,具体情况取决于所选用的SD卡数量.
下面是对这些引脚的说明.
SPI0_WP–SPI3_WP*可选输入引脚,基于SDCard[0-3]WriteProtection(SD卡[0-3]写保护)选项,这些选项配置了SD卡[0-3]的写保护.
如果选中这些选项,这些引脚将显示.
这些引脚的默认情况是不显示的,这表示不对SD卡进行写保护.
mosi0–mosi3SPI主控的主出从入引脚.
此引脚应连接到SD卡的DI/CMD引脚.
miso0–miso3SPI主控的主入从出引脚.
该引脚应连接到SD卡的DO/DAT0引脚.
sclk0–sclk3SPI主控的串行时钟引脚.
此引脚应连接到SD卡的时钟引脚.
SPI0_CS–SPI3_CS卡选择输出引脚.
该引脚应连接到SD卡的nCS引脚.
文件系统库(emFile)PSoCCreator组件数据手册页14/19文档编号:001-90223修订版*B组件参数将emFile拖动到您的设计中,双击打开Configure(配置)对话框.
emFile提供以下参数.
MaxSPIfrequency(最大SPI频率)定义了SPI主控组件为SD卡提供时钟脉冲的最大频率.
该值以kHz为单位.
取值范围为400到25,000kHz,默认设置为4000.
频率范围是基于SD卡规范的.
请注意,对于emFile中使用的SPI主控(v2.
20),组件的最大频率有所限制.
有关此组件可以支持的最大频率的详细信息,请参考SPI主控v2.
20数据手册"时序特性".
NumberofSDcards(SD卡的数量)定义emFile系统中的SD卡的数量.
取值范围为1到4.
默认设置为1.
SDcardnwriteprotection(SD卡n写保护)定义每个nSD卡的写保护使能.
默认情况下,它被禁用.
PSoCCreator组件数据手册文件系统库(emFile)文档编号:001-90223修订版*B页15/19应用编程接口(API)通过应用编程接口(API),您可以使用软件对组件进行配置.
下表列出并说明了每个函数的接口.
以下各节将对每个函数加以说明.
默认情况下,PSoCCreator将给设计中的第一个组件命名为"emFile_1".
您可以将其重新命名为遵循标识符语法规则的任何唯一值.
实例名称会成为每个全局函数名称、变量和符号常量的前缀.
出于可读性考虑,下表中使用的实例名称为"emFile".
emFile库子程序会自动初始化并使能emFile组件.
为emFile组件提供的APIs是为了支持功耗模式之间的切换.
本节不包括emFile库的文件系统API的说明,因为在emFile用户指南的第4章中已经介绍了这些API.
注意:若要在PSoC5LP器件上使用长文件名(LFN)支持,必须调用FS_FAT_SupportLFN().
对于PSoC3器件,默认使能该特性.
函数说明emFile_Sleep()准备emFile进入睡眠模式.
emFile_Wakeup()在退出睡眠模式之后恢复emFile.
emFile_SaveConfig()保存硬件驱动器使用的SPI主控配置.
emFile_RestoreConfig()恢复硬件驱动器使用的SPI主控配置.
voidemFile_Sleep(void)说明:准备emFile进入睡眠模式.
参数:无返回值:无其他影响:无voidemFile_Wakeup(void)说明:在退出睡眠模式之后恢复emFile.
参数:无返回值:无其他影响:调用emFile_Wakeup()函数前未调用emFile_Sleep()或emFile_SaveConfig()函数可能会产生意外行为.
文件系统库(emFile)PSoCCreator组件数据手册页16/19文档编号:001-90223修订版*BvoidemFile_SaveConfig(void)说明:保存硬件驱动器使用的SPI主控配置.
此函数由emFile_Sleep()调用.
参数:无返回值:无其他影响:无voidemFile_RestoreConfig(void)说明:恢复硬件驱动器使用的SPI主控配置.
此函数由emFile_Wakeup()调用.
参数:无返回值:无其他影响:调用该函数前未调用emFile_Sleep()或emFile_SaveConfig()函数可能会产生意外行为.
MISRA符合性本节介绍了MISRA-C:2004符合性和本组件的偏差情况.
定义了下面两种类型的偏差:工程偏差—适用于所有PSoCCreator器件的偏差特定偏差—仅适用于该组件的偏差本节介绍了有关组件特定偏差的信息.
系统参考指南的"MISRA符合性"章节中介绍了工程偏差以及有关MISRA符合性验证环境的信息.
尚未根据MISRA-C:2004编码准则合规性,验证emFile组件源代码.
固件源代码示例PSoCCreator在"FindExampleProject"(查找示例工程)对话框中提供了很多包括原理图和代码示例的示例工程.
要查看特定组件实例,请打开"ComponentCatalog"中的对话框或原理图中的组件示例.
要查看通用示例,请打开'StartPage'或File菜单中的对话框.
根据要求,可以通过使用对话框中的FilterOptions选项来限定可选的工程列表.
更多有关信息,请参考《PSoCCreator帮助》部分中主题为"查找示例工程"的内容.
PSoCCreator组件数据手册文件系统库(emFile)文档编号:001-90223修订版*B页17/19功能说明文件系统库结构emFile文件系统实现由两个部分组成:emFile组件和SEGGERMicrocontroller授权的emFile文件系统库.
文件系统应用会使用emFile库中提供的API.
该库会使用emFile组件提供以使用SPI接口的SD卡之间的物理接口.
emFil文件系统结构如图12所示.
图12.
emFile结构放置emFile组件放置于整个UDB阵列中,并且所有放置信息通过cyfitter.
h文件提供给API.
性能和资源使用情况emFile的性能取决于一组参数(CPU、编译器、优化、负载数据大小),并且受SPI主控组件的最大速度限制.
下表包含读/写速度值(取决于各种影响emFile组件性能的因素).
器件CPU的速度SPI时钟模式性能(KBps)1字节256个字节1KB8KB写读写读写读写读PSoC324MHz12MHz释放0.
020.
094.
4620.
0015.
3847.
1722.
0447.
34PSoC348MHz12MHz释放0.
030.
188.
1538.
2028.
3387.
7241.
6793.
02文件系统库(emFile)PSoCCreator组件数据手册页18/19文档编号:001-90223修订版*B器件CPU的速度SPI时钟模式性能(KBps)1字节256个字节1KB8KB写读写读写读写读PSoC324MHz8MHz释放0.
020.
094.
4619.
6915.
3847.
1722.
0447.
33PSoC348MHz8MHz释放0.
030.
177.
8336.
0527.
1084.
0339.
7087.
91PSoC324MHz4MHz释放0.
020.
104.
2719.
4014.
7044.
6416.
7044.
94PSoC348MHz4MHz释放0.
030.
156.
9832.
4023.
9874.
0735.
0877.
67存储器使用情况emFile组件存储器的使用情况因应用而异.
SEGGER的文档提供了有关如何计算存储器资源的详细说明.
下表包含文件系统一些常用功能的存储器使用情况.
所有值都以字节为单位.
emFile模块Keil_PK51GCC-4.
7.
3释放调试释放调试FlashSRAMFlashSRAMFlashSRAMFlashSRAM文件系统内核(SPI驱动器)280354762287994849108724272123764272读取文件266862672383208320写入文件192701932080808160打开目录27144727334740804240创建目录8980898046404640删除文件750750560640支持长文件名[1]2216022160低级格式7690769024802560格式化SD卡606306063022880228801.
长文件名支持代码会自动包含在PSoC3的文件系统内核中.
PSoCCreator组件数据手册文件系统库(emFile)文档编号:001-90223修订版*B页19/19组件更改版本更改说明更改原因/影响1.
20.
b已将选择文件系统库一节添加到本应用手册中.
本节为根据工程所需的特性选择正确的文件系统(FS)库提供了指南.
已向本数据手册中添加了"使用MDK和RVDS工具链为PSoC5LP应用创建emFile工程"的新一节.
已向"使用MDK和RVDS工具链为PSoC5LP应用创建emFile工程"一节中添加了更详细的说明.
为创建PSoC5LP的emFile工程提供更详细信息.
已将"创建PSoC5应用的emFile工程"改名为"使用GCC工具链创建PSoC5LP应用的emFile工程".
1.
20a更新了图2,即emFile目录组织图1.
20添加了MISRA符合性一节.
该组件未进行MISRA符合性验证.
将emFile组件中的SPI主控、时钟以及引脚组件更新为最新版本.
1.
10更新了性能表中的值.
更新了emFile目录组织图.
emFile文件系统库(.
zip)已被更新,因此要在数据手册中反映该更新内容.
将emFile的SPI主控组件更新为最新版本.
1.
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