51單片機與CF卡的接口設計與實現(xiàn)

1 引言

電子存儲設備的不斷涌現(xiàn)，使許多便攜設備大容量數(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，電路復雜，所需元器件數(shù)目多，嚴重制約了CF卡在更廣闊領域內的應用。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卡標準文件的讀寫。

2 接口電路設計

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置。CF卡的讀寫是通過卡內的緩沖區(qū)進行的．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，而且給軟件設計帶來了很多不便。在本系統(tǒng)設計中，利用SST89C54單片機的第二個內部程序存儲器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]。

在該電路設計中還省去了地址鎖存器的應用，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 讀寫程序設計

由于CF卡由ATA控制器和Flash存儲器兩部分構成，而系統(tǒng)訪問Flash存儲器的速度遠遠小于訪問內存的速度，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卡讀寫程序的設計技巧。

3．1 檢查CF卡的狀態(tài)

出于嚴謹考慮．當寫入命令或寫入數(shù)據(jù)后要查詢狀態(tài)寄存器的狀態(tài)。以判斷CF是否準備就緒或讀寫成功。

3．2 等待CF卡數(shù)據(jù)請求
3．3 設置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，詳細內容請參閱文獻[4-7]。

4 控制軟件設計

單片機讀寫CF卡的上位機軟件采用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 結束語

由于CF卡具有易于攜帶，兼容性好，容量大的特點，可以預見CF將具有廣闊的應用前景。本文給出了True IDE模式下單片機對CF卡的讀寫方案．可通過串行口在PC機與CF卡之間交換數(shù)據(jù)。在簡化硬件電路設計的同時，還提高了數(shù)據(jù)傳輸速度．具有較高的參考價值。