STC51+SD卡+znFAT+XMODEM 实现通过串口进行文件窃取

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振南的znFAT 单片机上的FAT32文件系统
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QQ 987582714

实验详细说明：

“串口文件传输”这一实验起初其实是源于一个不良的思想----“盗取文件”。一次和朋友的聊天中，聊到了“如何从一台涉密计算机中盗取文件？”的问题。要知道在一些机要单位，办公电脑是绝对封锁的，不管是从软件上，还是硬件上。可能USB口或网口直接被堵上或拆掉了，机箱也加上了锁，阻断了一切文件被非法拷出的途径。如何从这样一台守卫森严的电脑中把文件搞出来，是个挑战!其实这一“盗取文件”的行为并不一定就是不良行为，有时候为了维权，也许我们也需要一些特殊手段，比如从封锁的电脑中搞到一些证据等。

经过思考，我们最终敲定了一个方案----“串口文件传输”。这一方案大致可以分为以下几个部分：

1）电脑端的串口通信和文件发送软件；
2）用于接收串口数据的外部设备；
3）用于将接收到的数据进行存储的存储介质，并将数据存为文件；

4）用于控制数据传输与通信的通信协议。

通过下图可以明确方案的实现：

电脑端使用什么软件来发送文件数据呢？有人说：“用串口助手就可以了！”不错，但你有没有考虑到对于一个封锁的电脑，串口助手如何放到电脑里去？有人说：“那只能现编了？”他的意思是说如果电脑上有VC或VB等软件开发环境，我们可以自己去实现一个简易的串口通信软件。但是如果没有任何软件开发环境呢？又或者没有那么多时间去让你写这样一个软件呢？那应该如何是好呢？其实我们可以使用Windows自带的一个串口通信软件----超级终端。

光有串口通信功能还不行，还要有文件数据发送功能，以及遵循一定的通信协议（用于控制数据的传输）。其实在超级终端中都有（菜单：传送-->发送文件）：

点击发送文件之后，可以看到上面的对话框，用于选择要发送的文件，以及使用的数据传输协议。我们在这里选择Xmodem。什么是Xmodem？估计很多人对这种通信协议不太了解。其实它是一种古老、经典而广泛应用的文件传输协议（Xmodem其实是FTP文件传输协议中所使用的一种协议，用于完成文件数据的传输），其过程也是很简单的。

Xmodem协议将一个文件的数据分割为若干个128字节的数据块，依次发送。为了便于数据的收发、处理以及正确性的校验。将每一个数据块都封装为如下的格式：

Xmodem支持两种对数据的校验方法：校验和与CRC冗余校验。我们使用校验和（CheckSum）。至于具体使用哪种校验方法，有专门的方法进行设置。其次，Xmodem还是一种基于等待-应答-错误重发机制的协议。通过以下实例来说明数据通信的具体过程：

1）首先，接收方（即外部设备或下位机）发送NAK。NAK是Xmodem应答机制中定

义的“无应答控制字”，其值为0X15。一开始，如果接收方发送给主机的是NAK，

则告诉主机采用校验和方式。如果发送的是’C’，则是CRC方式。如果在三秒钟内

没有收到主机的回应，则重复发送NAK（这一方面是对校验方式的设置，另一方面

其实是一个通讯握手的过程）。

2）在成功接收到主机发来的数据后，并经过数据检验无误后，即可进行存储或处理，

随后发送ACK（应答，值为0X06）。主机成功接收到应答之后，会继续发送下一个

数据块。1）与2）依次往复，直到全部数据块发送完毕。

3）最后一个数据块可能不足128字节，此时，用0X1A进行补齐。

4）在最后一个数据块发送完之后，主机在接到应答信号后，将发送EOT控制字（即传

输结束，值为0X04）。接收方收到EOT之后，发送ACK，至此全部数据传输过程

完成。

好，电脑端的串口发送文件数据的软件，以及通信协议都已经没什么问题。接下来的问题是：接收方接收到的数据存在哪里？实际传输的文件体积可能会比较大，因此我们应该选用大容量的存储器来存储文件数据，SD卡现在很流行，也很方便，就选它了。

数据在SD卡上具体应该如何存储？我们知道SD卡的最小存储单元是扇区（每个扇区有512个字节）。我们可以将接收到的数据直接依次顺序写入扇区（比如从0扇区开始，一直往后写）。这样最大的问题是，把SD卡放到电脑上，不能直接看一数据，而要借助于一些专用的软件，如Winhex等。因此，一个很好的设想被提出：如果写入到SD卡的数据，直接是文件的形式该有多好？！（这或许，更像是一种文件从串口拷出的感觉。）这里我们使用振南的znFAT，来达到将数据以文件的形式进行存储的目的。这个过程，看下图：

znFAT是由振南研发的一套功能完备、高率精简的嵌入式FAT32文件系统的解决方案。它可以在SD卡、U盘等存储设备上轻松实现各种文件操作，如文件数据读写、文件或目录的创建等等。它与Windows或Linux等操作系统上的FAT32文件系统高度兼容。

应该说，这个实验中的两大重点就是

1、Xmodem通信协议 2、znFAT文件系统方案

关于znFAT文件系统方案的内容比较多，请参见本实验源代码以及znFAT的配套应用手册。

下图是文件数据传输过程，超级终端文件传送对话框的界面：

使用的单片机为51，具体型号为 STC12C5A60S2，硬件平台如下：

代码的实现如下图：

王宇 · 2012-12-11 12:21:56

不错的哦，现在就是在做单片机读写SD卡

徐呵呵 · 2013-1-11 09:30:00

eeEEee币啊

徐呵呵 · 2013-1-11 13:55:53

凤飞飞

h1654155176.3980 · 2013-1-15 13:40:42

xicong · 2013-1-15 19:26:56

卖广告卖到这地步，真是好方法

淺绿sê♂ · 2013-1-27 21:52:56

^鸭梨山大^ · 2013-1-29 22:32:55

太感谢了

王生 · 2013-2-25 10:40:15

高人！

tuitui2a1 · 2013-3-6 10:50:07

曹小勇 · 2013-3-6 13:34:29

学习学习

2013-3-27 10:32:40

真是很好的东西

刘雄 · 2013-4-18 17:10:15

{:10:}{:10:}

刘天成 · 2014-4-14 08:49:32

太牛了，单片机的功能真强大啊

肖开僖 · 2014-8-25 11:46:24

强大！

{:12:}

ndwdao · 2014-9-19 11:55:01

谢谢了，学习了

zerocan · 2014-9-19 22:11:01

谢谢楼主啊

tgp2016 · 2017-3-8 20:30:12

谢谢了

陈军 · 2017-3-17 19:27:20

谢谢振南，

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