Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｆｌａｓｈ存储卡的８０５１系统接口方案_8051输入输出接口有哪些

　　收稿日期：2006-09-27? 　　作者简介：刘佑祥（1946-），男，湖北武汉人，武汉科技大学中南分校信息工程学院副教授。? 　　（武汉科技大学中南分校 信息工程学院，湖北 武汉 430223）?
　　摘要：本文介绍了SST公司Compact Flash存储卡（CF卡）的电气特性与接口指令集，提出了一个基于8051单片机系统的完整CF卡接口解决方案，并给出了详细硬件电路设计和软件设计要点。?
　　关键词：8051单片机系统；CF卡；计算机接口设计?
　　中图分类号：TP305 文献标识码：A??
　　
　　前 言?
　　随着电子技术的迅速发展，嵌入式系统的功能变得越来越强大，设计中对其存储容量的要求也随之提高，所以原有的EEPROM等存储容量为KB级的存储器件已经无法满足设计要求。在这一背景下，Compact Flash Card（CF卡，见图1）作为一类存储速度快，存储容量大（容量可达数百MB至数GB）的新型存储器件就应运而生。但是由于CF卡的接口方式是为PC机接口设计的IDE方式，如果要在单片机系统中使用CF卡，需要在单片机系统中模拟IDE控制器的功能。因此，本文将讨论在8051系统中实现CF卡接口的解决方案。?
　　
　　图1 Compact Flash Card外观示意图?
　　
　　一、CF卡接口的电气特性?
　　
　　SST公司的CF的封装为25×2的双列插座，行列之间的间距均为25mil。由于封装的特殊性，在应用时需要自行设计SCH和PCB封装。设计PCB封装时需注意选择合适孔径和焊盘大小，因为排针的针脚为正方形不是圆形，所以焊盘的直径应选择为针脚截面正方形的对角线长。如果直接使用标准CF卡接插件，则PCB上应相应设计成适合的贴片封装。?
　　
　　二、主要功能引脚及说明?
　　
　　CF卡的主要功能引脚为数据线D0～D15，地址线A0～A9，片选及数据选择CE1，CE2，读写控制端OE、WR，寄存器选择REG，卡读写忙判断RDY/BSY，RESET等。?
　　数据线D0～D15用于数据的读写。CF可以工作于16位数据总线方式也可以工作于8位总线方式。在读写速度上的要求不是很严格的情况下，为了方便和8位MCU的接口，一般选择为8位数据总线工作方式。?
　　CE1和CE2的功能如表1所示：?
　　
　　若选择8位工作方式，CE2应接固定电平1，CE1低有效。在不同工作方式的说明中，可能把CE1和CE2分别改称CS0，CS1。?
　　地址线A0～A9。CF卡在Memory工作方式下，仅地址线A0～A3起作用，用于选择读写端口，其余地址线可以接固定电平。?
　　REG用于选择是对CF卡进行命令、状态读写还是读写CF卡的属性寄存器。REG＝1时读写命令。如表2所示：?
　　
　　在Memory方式下，对CF的控制和数据读写均是通过对这几个端口的读写来实现的。?
　　RDY/BSY用于判断CF卡是否处于读写忙状态。出于严谨性可以在对CF卡进行读写之前利用此引脚判断CF卡是否空闲。在数据读写量比较小的情况下，使用一定的延时即可。?
　　
　　三、实际应用电路设计?
　　
　　图2给出了CF卡的实际应用电路。图中96MB的CF卡工作于Memory方式，8位数据总线，接口的主控MCU是89C52。?
　　
　　图2 CF实际应用电路?
　　单片机按标准的P2、P0口复用方式与CF卡接口。CS0，CS1，REG分别接单片机的P2?6，P2?5，P2?7，端口选择A3～A0接到经74LS373锁存的低4位地址，CF卡的读写引脚分别与单片机的读写信号相接。若把闲置地址引脚接固定电平，则系统分配给CF卡的端口地址为【B000】～【B007】。?
　　INTRQ（即BSY/RDY）脚接到单片机的P1.7。?
　　
　　四、CF卡的存储特性?
　　
　　CF卡采取的是类似硬盘的分块存储方式，分为柱面Cylinder、头Head和扇区Sector管理。对96MB的CF卡而言，共有733个柱面，每个柱面8个头，每个头32个扇区，每个扇区512字节（8位）。CF卡的读写是以一个扇区为基本单位的，在读写一个扇区之前先送出当前需要读写的柱面、头和扇区，然后发送读写命令，一个扇区的512个字节需要一次性连续写入或者读出。?
　　下面给出一段对CF卡读写的C51程序段：?
　　#define DataPort XBYTE\[0xB800\]?
　　#define Feature XBYTE\[0xB801\]?
　　#define SecCount XBYTE\[0xB802\]?
　　#define SecNo XBYTE\[0xB803\]?
　　#define CylLow XBYTE\[0xB804\]?
　　#define CylHigh XBYTE\[0xB805\]?
　　#define CardHead XBYTE\[0xB806\]?
　　#define Command XBYTE\[0xB807\]定义CF卡端口?
　　
　　CardHead=0xA0+head;置当前头?
　　SecCount=0x01;一次读写一个扇区?
　　SecNo=sector;置当前扇区?
　　CylLow=cylinder%255;置柱面高位?
　　CylHigh=cylinder/255;置柱面低位?
　　Command=0x30;写扇区命令?
　　delay（1）;延时1ms?
　　for（i=1;i

相关热词搜索：存储卡 接口 方案 Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｆｌａｓｈ存储卡的８０５１系统接口方案 compactflash存储卡 compactflash读卡器