基于單片機與CF卡的接口設(shè)計與實現(xiàn)

1 引言

電子存儲設(shè)備的不斷涌現(xiàn)，使許多便攜設(shè)備大容量數(shù)據(jù)的實時處理和存儲成為可能，CF卡( Compact FLASH card)因具有容量大、體積小、性能優(yōu)良、攜帶方便等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和許多消費類電子產(chǎn)品中。然而目前所開發(fā)的產(chǎn)品成本高，電路復(fù)雜，所需元器件數(shù)目多，嚴(yán)重制約了CF卡在更廣闊領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用。本文給出了一種簡潔實用的硬件接口電路．成功實現(xiàn)了單片機對CF卡標(biāo)準(zhǔn)文件的讀寫。

2 接口電路設(shè)計

接口電路如圖1所示，采用與80C51兼容的SST89C54型單片機。SST89C54程序存儲器分為block0和block1兩塊，前者為16 KB，后者為4 KB，block0和block1的地址不是連續(xù)的。Block1從F000H開始。上電后程序既可以從blockO(0000H)開始執(zhí)行，也可以從block1(F000H)開始執(zhí)行。單片機的Re-Map[1：0]位決定程序從哪塊程序存儲器開始執(zhí)行。當(dāng)這2位都為1時，程序從0000H開始執(zhí)行，否則，從F000H開始執(zhí)行。Re-Map[1：0]位是非易失性的，可以用編程器對其編程設(shè)置。CF卡的讀寫是通過卡內(nèi)的緩沖區(qū)進(jìn)行的．不支持直接讀寫存儲區(qū)域。由于一次至少要讀寫一個扇區(qū)(512字節(jié))，所以目前多數(shù)做法都必須要借助于6116、6264等外部存儲器，這樣做不僅增加了成本，而且給軟件設(shè)計帶來了很多不便。在本系統(tǒng)設(shè)計中，利用SST89C54單片機的第二個內(nèi)部程序存儲器block1(4 Kbyte×8 bit)作為讀寫緩沖區(qū)，這樣就可以巧妙地解決上述問題，同時也避免了通過單片機讀寫CF卡必須依賴外部存儲器和地址存儲器的弊端[1-3]。

在該電路設(shè)計中還省去了地址鎖存器的應(yīng)用，而是將CF卡的AO、A1、A2引腳分別直接連接在微控制器的地址引腳A8(P2．0)、A9(P2．1)、A10(P2．2)，經(jīng)過驗證，同樣的代碼對這兩種硬件連接都適用。

3 讀寫程序設(shè)計

由于CF卡由ATA控制器和FLASH存儲器兩部分構(gòu)成，而系統(tǒng)訪問FLASH存儲器的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于訪問內(nèi)存的速度，如果系統(tǒng)頻繁訪問CF卡，勢必會影響系統(tǒng)的實時性和工作效率，因此必須考慮CF卡讀寫程序的設(shè)計技巧。