51單片機(jī)與CF卡的接口設(shè)計(jì)與實(shí)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(shí)時(shí)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(diǎn),已廣泛應(yīng)用在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和許多消費(fèi)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(shí)用的硬件接口電路.成功實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)對CF卡標(biāo)準(zhǔn)文件的讀寫。
2 接口電路設(shè)計(jì)
接口電路如圖1所示,采用與80C51兼容的SST89C54型單片機(jī)。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(jī)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(shí),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(jì)帶來了很多不便。在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,利用SST89C54單片機(jī)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(shí)也避免了通過單片機(jī)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(jì)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(yàn)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(jì)
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(shí)時(shí)性和工作效率,因此必須考慮CF卡讀寫程序的設(shè)計(jì)技巧。
3.1 檢查CF卡的狀態(tài)
出于嚴(yán)謹(jǐn)考慮.當(dāng)寫入命令或?qū)懭霐?shù)據(jù)后要查詢狀態(tài)寄存器的狀態(tài)。以判斷CF是否準(zhǔn)備就緒或讀寫成功。
3.2 等待CF卡數(shù)據(jù)請求
3.3 設(shè)置8位數(shù)據(jù)寬度
篇幅有限,其他程序就不一一舉出。鑒于介紹CF卡操作方式和讀寫文件原理的資料較多。本文就不再贅述,詳細(xì)內(nèi)容請參閱文獻(xiàn)[4-7]。
4 控制軟件設(shè)計(jì)
單片機(jī)讀寫CF卡的上位機(jī)軟件采用Visual C++6.0編寫。用戶的操作比較簡單,只需向控制軟件發(fā)送扇區(qū)號和讀/寫扇區(qū)切換命令.其他的操作均由軟件自動完成,對用戶完全透明。以扇區(qū)1的讀寫為例,如圖2所示。
5 結(jié)束語
由于CF卡具有易于攜帶,兼容性好,容量大的特點(diǎn),可以預(yù)見CF將具有廣闊的應(yīng)用前景。本文給出了True IDE模式下單片機(jī)對CF卡的讀寫方案.可通過串行口在PC機(jī)與CF卡之間交換數(shù)據(jù)。在簡化硬件電路設(shè)計(jì)的同時(shí),還提高了數(shù)據(jù)傳輸速度.具有較高的參考價(jià)值。
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