關(guān)于單片機(jī)AT89S52和CF卡的接口設(shè)計(jì)

　　2.CF卡的操作方式

　　CF卡的操作方式與計(jì)算機(jī)的硬盤操作方式類似，其扇區(qū)的尋址也有兩種方式：物理尋址（CHS）和邏輯尋址（LBA），物理尋址使用柱面、磁頭和扇區(qū)號(hào)表示一個(gè)特定的扇區(qū)，起始扇區(qū)是0道、0頭、1區(qū)，接下來(lái)是2區(qū)等等，邏輯尋址將整個(gè)CF卡統(tǒng)一尋址。邏輯塊尋址和物理尋址的關(guān)系為：

　　LBA地址=（柱面號(hào)×磁頭數(shù)+磁頭號(hào)）×扇區(qū)數(shù)+扇區(qū)數(shù)一1

　　在實(shí)際使用過(guò)程中，用LBA地址進(jìn)行尋址，可以大大簡(jiǎn)化編程的工作量，避免柱面、磁頭和扇區(qū)之間的換算和切換，并且可以突破CHS對(duì)大容量的無(wú)法尋址的限制。

　　3.CF卡的文件管理

　　CF卡的文件管理系統(tǒng)和硬盤的文件管理是一樣的，他將CF卡的存儲(chǔ)空間分為五個(gè)部分：主引導(dǎo)記錄扇區(qū)（MBR）、DOS引導(dǎo)區(qū)（DBR）、文件分配表（FAT）、文件目錄表（FDT）和數(shù)據(jù)。

　　主引導(dǎo)記錄扇區(qū)（MBR）

　　主引導(dǎo)記錄扇區(qū)（MBR）在0柱面、0磁頭、1扇區(qū)。主引導(dǎo)記錄記錄磁盤最重要的結(jié)構(gòu)信息。主引導(dǎo)記錄是硬磁盤作分區(qū)時(shí)建立的（Fdisk）。主引導(dǎo)記錄包括一小段執(zhí)行代碼（主引導(dǎo)代碼）、磁盤特征和硬盤分區(qū)表。主引導(dǎo)記錄結(jié)束的兩個(gè)字節(jié)必須是引導(dǎo)自舉標(biāo)記0x55AA。磁盤特征位于0x01B8, 指定磁盤操作系統(tǒng)。

　　DOS引導(dǎo)區(qū)（DBR）

　　DOS引導(dǎo)區(qū)（DBR）的起始扇區(qū)在0柱面、1磁頭、1扇區(qū)，磁盤的邏輯0扇區(qū)都稱為DOS引導(dǎo)扇區(qū)，又稱為BOOT區(qū)。它由以下5個(gè)部分組成：

　　跳轉(zhuǎn)指令，占用3個(gè)字節(jié)的跳轉(zhuǎn)指令將跳至引導(dǎo)代碼，其內(nèi)容隨DOS版本變化。

　　廠商標(biāo)識(shí)和DOS版本號(hào)。該部分總共占用8個(gè)字節(jié)，其內(nèi)容隨DOS版本而不同。

　　BPB（BIOS Paramenter Block， BIOS參數(shù)塊）。BPB從第12字節(jié)起占用19個(gè)字節(jié)。

　　DOS引導(dǎo)程序。DOS引導(dǎo)程序既是占用480字節(jié)的BOOT代碼，負(fù)責(zé)完成DOS的3個(gè)系統(tǒng)文

　　件的裝入工作。這部分內(nèi)容隨DOS版本不同而變化。

　　結(jié)束標(biāo)志字，結(jié)束標(biāo)志占用2個(gè)字節(jié)，其值為AA55。

　　BPB表中所記錄的有關(guān)參數(shù)，能幫助編程者確定磁盤的容量大小、文件分配表FAT的位置和大小、文件目錄表FDT的位置和大小。因此以FAT32分區(qū)格式為例討論BPB表的結(jié)構(gòu)。

　　偏移量為0BH、0CH記錄每個(gè)扇區(qū)的字節(jié)數(shù)，0DH記錄每簇扇區(qū)數(shù)。0EH、OFH記錄保留扇區(qū)數(shù)，10H記錄FAT表的數(shù)目，15H磁盤介質(zhì)描述符，18H每個(gè)磁道的扇區(qū)數(shù)，24H每個(gè)FAT表的扇區(qū)數(shù)，2CH～2FH根目錄起始號(hào)。

　　文件分配表（FATl）

　　文件分配表FAT（File Allocation Tabel）是文件管理系統(tǒng)用來(lái)給每個(gè)文件分配磁盤物理空間的表格，它告訴操作系統(tǒng)，文件存放在磁盤什么地方。文件分配表（FAT）有表標(biāo)識(shí)和簇映射（舊稱表目）的集合組成。一個(gè)完全相同的鏡像副本連續(xù)存儲(chǔ)在主 FAT 表后。表標(biāo)識(shí)符包括磁盤介質(zhì)描述符（ 1 字節(jié)）和填充字節(jié)， 總計(jì)占兩個(gè)簇的簇映射區(qū)域（這大概也就是 FAT 文件系統(tǒng)簇號(hào)由2開始的原因）, 填充字節(jié)一般為 FF，F(xiàn)AT32 的填充字節(jié)中還包含"臟位", 即系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)執(zhí)行磁盤檢查（FAT-ChkDsk/NTFS-AutoChk）。FAT 簇映射中， 0000 表示空簇， FFFF 表示簇鏈結(jié)束， FFF7 表示壞簇， 其余值表示其后續(xù)簇的簇號(hào)。FAT12 和 FAT32 的存儲(chǔ)策略同 FAT16 類似， 例如 FAT12的結(jié)束簇為 FFF, FAT32 的壞簇為 0FFFFFF7 等（注意 FAT32 的高 4 位保留）。文件分配表（FAT2）是FAT1的完全備份。

　　文件目錄表（FDT） 在文件目錄表中，每個(gè)文件占32個(gè)字節(jié)（用PC-TOOLS或DEBUB讀出時(shí)占兩行），各個(gè)字節(jié)的含義是這樣的：0-7 字節(jié)：文件名；8-10 字節(jié)：擴(kuò)展名；11 字節(jié)，表示文件屬性；12-21 共10個(gè)字節(jié)為保留字段，沒(méi)有使用；22-23 為建立文件的時(shí)間；24-25 為建立文件的日期；26-27 為文件占用的第一個(gè)簇號(hào)，即起始簇；28-31 共4個(gè)字節(jié)為此文件的長(zhǎng)度。

　　3.AT89S52與CF卡的接口設(shè)計(jì)

　　CF卡有3種工作模式可供選擇：I／0模式、存儲(chǔ)器模式和IDE模式。CF卡的默認(rèn)模式是存儲(chǔ)器模式，使用也最為普遍。如果使用存儲(chǔ)器模式則不需要配置任何寄存器。每一種模式的電路連接各不相同。在I／0模式和存儲(chǔ)器模式下，可以采用8位的訪問(wèn)方式，也可以采用16位的訪問(wèn)方式。本文所采用的是8位的存儲(chǔ)器模式，其接口電路原理圖如圖1所示。

　　AT89S52的P0口就為數(shù)據(jù)線連接CF的DO—D7，CF卡的A0－A10為地址線，P3.6、P3.7分別為讀（RD）、寫（WE）線。由于 AT89S52是8位的單片機(jī)，所以對(duì)CF卡的訪問(wèn)采用8位的方式較為方便。通過(guò)把-CE2設(shè)為‘1’即可通過(guò)訪問(wèn)CF卡的D0--D7來(lái)存取數(shù)據(jù)。而- CEl可以作為CF卡的片選信號(hào)，通過(guò)設(shè)-CEl為‘0’來(lái)選通CF卡，即-CEl接AT89S52的P2.6來(lái)線選CF卡。當(dāng)REG為‘0’時(shí)，訪問(wèn) CF卡的屬性寄存器；REG為‘1’時(shí)，CF卡在存儲(chǔ)器模式下對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫操作。RDY/BSY為CF卡狀態(tài)引腳，當(dāng)為“0”時(shí)，CF卡忙，為“1”時(shí)可以對(duì)CF卡操作。原理圖如圖所示：