/* 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。

＃i nclude <stdio.h>
＃i nclude "CH375INC.H"
＃i nclude <reg51.h>  /* 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, %02X\n", (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 disk\n" );
    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: %s\n", 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: %s\n", 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 );
  }
}