基于單片機的MicroDrive接口設計

摘要：介紹了ＩＢＭ的ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ的基本結構和工作原理，詳細說(shuō)明了ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ接口設計的關(guān)鍵技術(shù)；以ＡＴ８９Ｃ５２型單片機為基礎，設計完成了ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ的接口電路，正確實(shí)現了對ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅｒ的讀寫(xiě)及數據管理等功能。

近幾年，各種大容量的小型存儲器不斷涌現，在便攜式設備中獲得了廣泛的應用。目前常見(jiàn)的存儲卡類(lèi)型有：?１?Ｓｍａｒｔ Ｍｅｄｉａ Ｃａｒｄ??２?ＭｅｍｏｒｙＳｔｉｃｋ??３?ＭｕｌｔｉＭｅｄｉａ Ｃａｒｄ??４?ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ Ｔｙｐｅ Ｉ Ｃａｒｄ??５?ＩＢＭ的ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ等。各存儲卡在容量、功耗、體積上各有特色，但ＩＢＭ的ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ尤為出色。

ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ是由ＩＢＭ日本分公司研發(fā)生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品，其接口符合ＣＦＡ（ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）協(xié)會(huì )制定的ＣＦ＋ Ｔｙｐｅ ＩＩ 規范，具有容量大（１７０ＭＢ～３ＧＢ）、體積�。ǎ矗玻�８ｍｍ×３６．４ｍｍ×５．０ｍｍ）、性?xún)r(jià)比高、耗電量小等特點(diǎn)，已在數碼相機、筆記本電腦、掌上電腦、便攜式音樂(lè )播放器等設備的存儲中獲得了較廣泛的應用。

目前市面上已有多家國內外公司生產(chǎn)出操作ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ的接口（如ＩＢＭ公司），但其價(jià)格較高。為降低成本，實(shí)現對ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ的數據訪(fǎng)問(wèn)和管理功能，本文給出了一種基于單片機的ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ接口設計。

１ ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ介紹

ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ各性能參數如下：

·容量(ＭＢ)：１０００／５１２／３４０；

·緩沖區大�。海保玻缸止�；

·扇區大小(字節)：５１２；

·盤(pán)片數量：１；

·平均尋道時(shí)間：１２ｍｓ；

·平均等待時(shí)間：８．３３ｍｓ；

·最大內部數據傳輸速率：５９．９ＭＢ／ｓ；

·最大外部數據傳輸速率：１３．３ＭＢ／ｓ；

接口：ＣＦ＋?兼容ＡＴＡ和ＰＣＭＣＩＡ?

數據密度?ＧＢ／平方英寸?：１５．２；

大�。海担恚怼粒矗常恚怼粒常担恚�；

重量：１７克；

磁盤(pán)旋轉速度：３６００ＲＰＭ。

主要特點(diǎn)有：

·體積小、重量輕、容量大；

·可靠性高，有效的數據保護及數據編碼技術(shù)，使得其出錯率極低；

·讀寫(xiě)速度快，連續讀寫(xiě)速率最高可達４．２ＭＢ／ｓ，抗沖擊（１５００Ｇ），耐震動(dòng)（５Ｇ）；

·兼容性好，支持３．３Ｖ或５Ｖ工作電壓，具有廣闊的使用范圍。

２ ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ硬件接口設計

２．１ ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ接口簡(jiǎn)介及訪(fǎng)問(wèn)模式的選擇

ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ的接口符合ＣＦ＋ Ｔｙｐｅ ＩＩ標準，支持３．３Ｖ或５Ｖ直流工作電壓，提供了完整的ＰＣＭＣＩＡ－ＡＴＡ功能且通過(guò)ＡＴＡ／ＡＴＡＰＩ－４兼容ＴｒｕｅＩＤＥ。但與６８針接口的ＰＣＭＣＩＡ卡不同的是，同樣遵從ＡＴＡ協(xié)議的ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ 接口只有５０針，采用５０腳雙列０．０５英寸間距標準接口（管腳排列如表１所示）。

表1 MicroDrive管腳排列

管腳號名 稱(chēng)管腳號名 稱(chēng)管腳號名 稱(chēng)Pin1GNDPin18A02Pin35IOWRPin2D03Pin19A01Pin36WEPin3D04Pin20A00Pin37RDY/BSYPin4D05Pin21D00Pin38VCCPin5D06Pin22D01Pin39CSELPin6D07Pin23D02Pin40VS2Pin7CE1Pin24WPPin41RESETPin8A10Pin25CD2Pin42WAITPin9OEPin26CD1Pin43INPACKPin10A09Pin27D11Pin44REGPin11A08Pin28D12Pin45BVD2Pin12A07Pin29D13Pin46BVD1Pin13VCCPin30D14Pin47D08Pin14A06Pin31D15Pin48D09Pin15A05Pin32CE2Pin49D10Pin16A03Pin33VS1Pin50GNDPin17A04Pin34IORD　　

對ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ，數據都是以５１２字節的扇區單元進(jìn)行操作，能夠通過(guò)ＩＤＥ、Ｍｅｍｏｒｙ等模式對其進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)。

雖然ＩＤＥ模式被廣泛應用于計算機硬盤(pán)的接口中，同時(shí)也被經(jīng)常應用于嵌入式系統中，得到絕大多數的ＢＩＯＳ和工業(yè)單板機的支持；但是ＩＤＥ模式涉及復雜的文件管理，使得控制操作相對復雜，不符合簡(jiǎn)單可行的設計要求。

本系統由單片機實(shí)現嵌入式設計。而Ｍｅｍｏｒｙ模式是ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ的默認模式，可以避免繁瑣的寄存器設置，同時(shí)支持８位數據帶寬，控制操作相對簡(jiǎn)單，可以極大地簡(jiǎn)化設計，節省系統的資源。故本系統采用Ｍｅｍｏｒｙ模式。

２．２ 硬件接口

本系統電路連接框圖如圖１所示，主要包含以

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