电脑袜机控制文件管理系统

文件标志
第０字节
文件删除标志
第ｌ字节
文件名、扩展名 第２～２０字节
文件长度
第２１～２３字节
文件数据验证码第２４～２７字节
未使用
随后的２页空间用于存储文件
数据在ＦＩａｓｈ存储器中所占用存储
块的编号Ｉｍ。文件数据则存储于文
件信息所指示的一系列存储块中。
３．２．３管理方案的实现
根据使用需求分析，该Ｆｌａｓｈ数
据存储管理系统包括以下几个操
作：写文件、读（使用）文件ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ删除文
件。这些操作下又包含了写数据、
读数据、删除文件、擦除文件、根据
文件名查找文件和标识不可用文
件包等重要子程序。
ａ．写文件
该功能块是Ｆｌａｓｈ管理系统的
基础，其主要过程是：先检查Ｆｌａｓｈ
存储器中是否存在可用的同名文
万方数据
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５
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Ｎｏ．６
件；如不存在，再检查Ｆｌａｓｈ存储器 是否有足够的空间存储文件；在 空间足够的条件下，写文件信息， 然后系统为文件分配相应的存储 块，并把块编号也写入文件信息 存储块中；最后才逐块、逐页地写 文件数据。其程序流程图如图２所 不。
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６
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万方数据
电脑袜机控制文件管理系统
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)：
张建钢， 吴晓光， 高茂凯， Zhang Jian'gang， Wu Xiaoguang， Gao Maokai 武汉科技学院,湖北,武汉,430073
针织工业 KNITTING INDUSTRIES 2007(6)
件存储系统［Ｊ］福建电脑，２００６（２）：１３０—１３１． ［２］罗华春．基于Ｆ１ａｓｈ存储器的嵌入式文件 管理器设计［Ｊ］．华中科技大学学报，２００５（１）： ９９—１０２． ｆ３］王贤勇．单片机系统中的Ｆｌａｓｈ存储器及 其数据管理方法ｍ计算机技术与应用，２００５ （５）：９０—９１．
收稿日期２００６年１１月１ｔ日
在电脑袜机控制系统的研制 与开发过程中，为提高袜机工作 效率，将其控制系统分为３个部分： 数据采集部分，选针器控制部分 和电磁阀控制部分。数据采集部 分用于实时监控袜机各部分的工 作状态，并为后两部分提供控制时 序。而选针器控制部分和电磁阀控 制部分则需要根据控制时序从存 储器中读取控制数据，进行相应的 运算后将控制信息传达至执行机 构。
ｂ．读文件 该过程比较简单，其主要过程 是：根据文件名找到文件信息存 储位置；然后根据文件信息提供的 文件数据存储块编号，依次读取数 据。 ｃ。删除文件 该过程主要考虑了均衡Ｆｌａｓｈ 存储块的使用频率，因此下位机在 接收到计算机发送来的删除文件 命令后，只是在文件信息中标识文 件已经逻辑删除，真正的物理擦除 是在Ｆ１ａｓｈ存储器没有足够空间存 储新文件时由写文件程序自动完 成的。可见删除文件子模块非常简 单，只需要找到要删除文件的文件 信息所在块，然后在相应位置上标 识文件已经删除即可。 ４结束语 该电脑袜机Ｆｌａｓｈ文件管理系 统主要实现了３个功能：将删除文 件分为逻辑删除和物理删除两步， 使得Ｆ１ａｓｈ存储空间使用更为均衡； 对控制文件的存储块进行了编号， 使得Ｆ１ａｓｈ可存储文件大小变得灵
本电脑袜机控制系统采用嵌 人式开发，要求系统能够存储多个 控制文件（拟订存储１０双袜子的控 制数据），以增强控制灵活性和使用 方便性。但是电脑袜机控制文件中 数据的占用空间一般较大（选针器 控制数据一般在６０ｋ以上，电磁阀控 制数据也达到了１０ｋ），不可能全部 存储在控制芯片上，因而必须在外 围扩展存储器。Ｆｌａｓｈ存储器以其安 全、快速、体积小、容量大、成本低、掉 电数据不丢失等一系列优点逐步 取代其他半导体存储元件，成为嵌 入式系统中的主要数据和程序载
图１系统硬件结构图
２．２系统软件 系统软件包括２个部分：基于
计算机的用户操作界面和基于单 片机的Ｆｌａｓｈ数据存储管理。 ２．２．１计算机用户操作界面
该界面主要是根据文件扩展 名来选择要通信的下位机，然后向 下位机发送各种命令和数据。本系 统在计算机上为Ｆｌａｓｈ存储空间建 立了一个虚拟文件夹，用户以此为 操作平台，通过它来了解Ｆｌａｓｈ存储 器的当前数据存储状态，并完成对 Ｆ１ａｓｈ存储器的相关管理操作。上位 机中可由软件根据控制文件扩展 名自动选择与其通信的某个下位 机，从而隐藏控制系统结构，方便 用户操作。 ２．２．２单片机Ｆ１ａｓｈ数据存储管理
除和物理删除，采用块编号为文件分配存储空间，并能正确存储和读取文件的每个字节。目前，该系统已
成功应用于电脑袜机控制器中，调试运行正常，达到了设计目的。
关键词：电脑袜机；Ｆｌａｓｈ存储器；Ｆｌａｓｈ文件管理系统；存储空间
中图分类号：ＴＳ １８３．５
文献标志码：Ａ
文章编号：１０００—４０３３（２００７）０６—０００４—０３
ｂ．编程 编程操作是基于页的，即给出 一个初始地址后，可以连续写数据 直至此页结束，包括数据区（２５６字 节）和备用区（８９节）。 １．２读操作 Ｆ１ａｓｈ存储器的读操作是基于 整个Ｆ１ａｓｈ存储空间的。在给出一个 初始地址后，Ｆ１ａｓｈ存储器会自动将 该地址所在页的数据全部放到其 内部的一个２６４字节的寄存器里， 待读完此页的最后一个数据后， Ｆ１ａｓｈ存储器将自动将下一页的数 据放到这个寄存器中。因此若采用 连续读取方式，只输入一个初始地 址就会连续读取数据直至１］Ｆｌａｓｈ结 尾，或者读到设计所要求的结束标 志；但若采用随机读取方式，读取 每一页数据前都要重新输入地址， 并需要等待１０ ｕｓ。 ２ Ｆ１ａｓｈ文件管理系统的构成 ２．１系统硬件 系统硬件主要包括３个部分： 计算机、单片机、Ｆ１ａｓｈ存储器。在本 系统中有两片要操作的Ｆ１ａｓｈ存储 器，一片用于存储选针器控制文件
参考文献(3条)
1.王贤勇 单片机系统中的Flash存储器及其数据管理方法[期刊论文]-计算机技术与应用 2005(05) 2.罗华春 基于Flash存储器的嵌入式文件管理器设计[期刊论文]-华中科技大学学报(自然科学版) 2005(01) 3.鲍国彬 嵌入式工业控制系统的Flash文件存储系统[期刊论文]-福建电脑 2006(02)
Ｆｌａｓｈ存储器的基本操作是基 于命令字方式完成的。 １．１写操作
ＦＩａｓｈ存储器的写操作分为擦 除和编程两个阶段。
ａ．擦除 擦除操作不能在字节中或任 意数据区域内进行，而必须是一个 完整的数据块，所以向Ｆ１ａｓｈ存储器 某位置写入数据时，必须先擦除目 标位置所在数据块的所有数据，然 后才能进行编程操作。在实际使用 Ｆ１ａｓｈ存储器时，只需向其写入所需 要的指令序列，并选定要擦除的 块，Ｆ１ａｓｈ存储器内部嵌入的算法执 行就会自动完成擦除过程１２］。
在Ｆｌａｓｈ文件管理系统中，Ｆｌａｓｈ 存储空间中的每一个存储块有以 下４种性质：
ａ．块废弃。由于Ｆｌａｓｈ存储器 是基于块操作的，当块中有一字节 数据存储空间不能正常使用时，此 块必须标识为废弃块。
ｂ．块空闲。此块没有存储数 据即为空闲。
ｃ．块使用。块中已经存储数 据，并且数据有效。
ｄ．块清除。为使Ｆｌａｓｈ存储空 间均衡使用，本系统在删除文件 时，首先只是逻辑删除文件。此时， 块虽然在物理上已经被使用，但逻 辑上却认为它是空闲的。当Ｆｌａｓｈ存 储器没有足够的空间存储文件时， 再由单片机管理系统将这些块物 理擦除。
Ｎｏ．６
３．２．２ Ｆｌａｓｈ存储空间的分配
Ｆｌａｓｈ文件管理系统采用可变
存储空间来存储文件，以适应存储
文件的大小（最大存储文件可达２
Ｍ，即差不多整个Ｆｌａｓｈ存储空间大
小）。因此，Ｘ寸Ｆｌａｓｈ存储空间作以下
划分：第０块用于存储Ｆ１ａｓｈ的５１２块
的废弃信息，即使用第０页和第１页
来存储这些信息。若某字节数据不
为ＯｘＦＦ，则该字节所代表的存储块
已经废弃，系统不再使用。
控制文件分２部分存储：文件
信息部分和文件数据部分。文件
信息部分包括文件标识、文件删
除标识、文件名、扩展名、文件长
度、文件数据验证码、存储文件数
据所使用的块编号。文件信息部分
占用一个独立存储块，其第０页用
于存储文件基本信息，存储结构如
下：
内容
占用空间
基本项目：２００６年湖北省教育厅重大项目，并同时受到湖北省数字化纺织装备重点实验室资助（Ｚ２００６１７００１）。 作者简介：张建钢（１９５６一），男，教授。主要从事数字化设计与控制的研究。
·
ｄ
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万方数据
２００７年６月
数据，另一片用于存储电磁阀控制 文件数据。系统硬件结构图见图１。
困耄
圈一国 困一囡
Ｎｏ．６
针织 工 业
２００７年６月
电脑袜机控制文件管理系统
张建钢，吴晓光，高茂凯
（武汉科技学院，湖北武汉４３００７３）
摘要：在介绍Ｆ１ａｓｈ存储器基本操作特点的基础上，详细讨论一种基于计算机、单片机和Ｆｌａｓｈ存储器
的Ｆ１ａｓｈ文件管理系统，包括系统构成、系统功能的实现等。该系统特点为：将删除文件操作分为逻辑删
针织 工 业
２００７年６月
图２写文件数据程序流程图
图３查找空闲存储块程序流程图
活；对有些字节不能读写、擦除的 存储块进行了废弃处理，以保证文 件的每个字节都得到正确的存储 和读取。目前，该系统已经成功应 用于电脑袜机控制器中，调试运行 均正常，达到了设计目的。
参考文献 ｆ１１鲍国彬．嵌入式工业控制系统的Ｆｌａｓｈ文
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_zzgy200706002.aspx
在写文件功能块过程中，查找 空闲块并为文件分配存储空间操 作占有非常重要的地位。其主要过 程是：先找到空闲的存储块，判断 空间是否足够存储文件；若不够， 则找到已经逻辑删除的所有文件， 并擦除其占用的存储块；擦除完毕 后，再检查一次空闲空间是否足够 存储文件，然后返回检查结果。其 程序流程图如图３所示。
体［１Ｊ。因此我们选用了Ｋ９Ｆ１６０８ＷＯＡ 型（空间为２ Ｍ）Ｆ１ａｓｈ存储器作为电 脑袜机控制系统的数据存储器。
为方便用户的使用，并提高电 脑袜机控制系统使用Ｆ１ａｓｈ存储空 间的灵活性和高效性，特定￥１］Ｆｌａｓｈ 文件管理系统，该系统计算机程序 采用ＶＢ语言实现，单片机程序采 用Ｃ语言实现。 １ Ｆ１ａｓｈ存储器
该部分是整个文件管理系统 的核心，由它接收计算机发送的各 种命令和数据，并按照这些命令字 完成对Ｆ１ａｓｈ存储器的具体操作或 完成数据的传递。 ３ Ｆ１ａｓｈ文件管理系统的功能 ３．１功能的要求
根据电脑袜机控制系统的特 点，Ｆ１ａｓｈ文件管理系统功能要求为：
ａ．文件数据的存储以及读操 作必须准确无误。由于Ｆｌａｓｈ存储器 中存储的是电脑袜机的控制数据， 因此数据操作的失误可能导致系 统的误操作，甚至引起系统崩溃。
ｂ．用户能够方便地发送文 件、删除文件，并且查看Ｆｌａｓｈ存储
针 织工业
器中文件的存储状态。即系统需要 通过文件名来管理文件，而且要有 可视化的用户界面。
ｃ．Ｆ１ａｓｈ存储器的存储块要 求均衡使用。由于Ｆｌａｓｈ存储器每一 块的擦写次数是有限的，因此频繁 地擦写Ｆｌａｓｈ的某一块，很容易导致 该区域的损坏。
ｄ．Ｆ１ａｓｈ存储器的存储块出 现损坏时，其他存储块要求能够继 续工作…。在Ｆｌａｓｈ存储器的使用过 程中，难免出现某些块不能正常工 作的情况，为使电脑袜机控制系统 的工作不受到影响，需要将这些块 标识出来。
ｅ． 由于要存入Ｆ１ａｓｈ存储器 的文件大小是随待编织袜子的复 杂程度而变化的，因此管理系统需 要为文件划分合适的存储空间，以 便Ｆ１ａｓｈ存储空间得到更大地利用， 同时袜机系统也可以编织出更大 花型。 ３．２功能的实现 ３．２．１ Ｆｌａｓｈ存储块的状态