單片機CF卡接口設計

摘　　　　要：本文討論了在單片機下進(jìn)行CF卡接口設計的方法，根據PCMCIA制定的ATA標準開(kāi)發(fā)了直接讀寫(xiě)CF卡的驅動(dòng)程序，并介紹了CF卡驅動(dòng)程序的編程技巧。

引言

CF　卡(compact　flash　card)是專(zhuān)門(mén)為海量存儲而設計的專(zhuān)用設備，其標準由國際CFA　(compact　flash　association)聯(lián)合會(huì )維護和管理。CF卡中不僅有海量存儲專(zhuān)用的Flash芯片，還包括一個(gè)片上智能控制器，這樣就為計算機宿主機提供了一個(gè)高級的應用接口來(lái)方便地對其進(jìn)行讀寫(xiě)控制與操作。這個(gè)接口讓宿主計算機能夠像讀取硬盤(pán)那樣，用硬盤(pán)操作專(zhuān)用命令對CF進(jìn)行控制。CF卡每一個(gè)字段(512字節)都有一個(gè)強勁的糾錯碼。CF卡具有體積小、存儲量大、安全可靠、價(jià)格低廉、讀寫(xiě)速度快的優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越被消費者所認可，眾多的娛樂(lè )電子設備生產(chǎn)廠(chǎng)商都支持CF卡接口。目前許多消費類(lèi)嵌入式系統產(chǎn)品，如數碼攝像機、數碼照相機、掌上電腦、PDA、手機、mp3播放器上面都加入了對CF卡的支持。所以，在設計嵌入式系統的時(shí)候，加入對CF卡的支持是非常有意義的。CF卡的接口技術(shù)分為MEMORY模式、I/O模式和IDE模式。本文討論了在單片機下進(jìn)行CF卡接口設計的方法，并利用標準CF卡ATA標準開(kāi)發(fā)了直接讀寫(xiě)CF卡的驅動(dòng)程序，實(shí)現了在單片機下對CF卡的直接讀寫(xiě)，為海量存儲設備應用于普通的嵌入式系統提供了條件。

CF卡協(xié)議簡(jiǎn)介

CFA組織目前推出的CF卡協(xié)議能夠實(shí)現66MB/s的存取速率。該協(xié)議詳細規定了CF卡的三種讀寫(xiě)模式，還規定了CF卡的幾何尺寸和各種電器參數，從而實(shí)現了對CF卡的標準化。

系統設計

本文中選用的是SanDisk公司生產(chǎn)的CF卡，其內部的結構框圖如圖1所示。CF卡與單片機的接口設計必須在基于特定功能的前提下進(jìn)行，主要考慮以下幾個(gè)方面的內容：CF卡與宿主機之間的電氣兼容性，CF卡傳輸模式的選擇，以及CF卡數據位的選擇。

圖1　　CF卡內部的結構框圖

硬件設計

硬件設計主要應考慮CF卡的數據傳輸、地址選擇，及其讀寫(xiě)控制信號。在本系統中，宿主機使用了常見(jiàn)的AT89S52。CF卡與單片機之間有著(zhù)非常標準的接口，4根地址線(xiàn)，8根數據線(xiàn)，1根讀信號線(xiàn)和1根寫(xiě)信號線(xiàn)，總共只需占用單片機的14根I/O口線(xiàn)。硬件CF卡相關(guān)的功能框圖如圖2所示。

圖2　　單片機實(shí)現CF卡讀寫(xiě)的硬件結構框圖