基于STCl2C5A60S2單片機的SD卡讀寫(xiě)

摘要：分析了基于STC單片機的SD卡的讀寫(xiě)操作，給出了一種基于高速、低功耗、超強抗干擾的新一代STCl2C5A60S2系列IT單片機的SD卡讀寫(xiě)方法。該方法利用串行外圍接口總線(xiàn)與SD卡相連，從而實(shí)現了對SD卡的數據讀寫(xiě)。
關(guān)鍵詞：SD卡讀寫(xiě)；STCl2C5A613S2；單片機；串行接口總線(xiàn)；外圍設備

O 引言
SD卡是一種微型、低功耗、可移動(dòng)的Flash多功能存儲卡，該卡向上兼容MMC卡，并增加了智能保護機制，以有效地防止盜版，同時(shí)具有更快的傳輸速率及更高的存儲容量，可廣泛用于便攜式消費類(lèi)電子產(chǎn)品中。本文首先介紹了STC12C5A60S2單片機在SPI協(xié)議下與SD卡的硬件接口電路，然后簡(jiǎn)要闡述了SPI總線(xiàn)模式以及軟件模擬的SPI總線(xiàn)數據通訊，最后給出了實(shí)現SD卡的初始化和讀寫(xiě)操作的軟件流程。

1 STC單片機
STCl2C5A60S2／AD／PWM系列單片機是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘／機器周期(IT)的單片機，這是一種高速、低功耗、超強抗干擾的新一代805l單片機，它的指令代碼完全兼容傳統8051，但速度比8051快8～12倍．工作電壓為5．5～3．3 V (5 V單片機)，工作頻率范圍為O～35 MHz。該單片機內部集成有MAX810專(zhuān)用復位電路，2路PWM，8路高速10位A／D轉換(250 K／S)，片上還集成有1280字節RAM，I／O口驅動(dòng)能力均可達到20 mA，無(wú)需專(zhuān)用編程器和仿真器數秒內即可通過(guò)串口(P3．0／P3．1)下載用戶(hù)程序，由于其帶有通用全雙工異步串行口(UART)，因此，特別適合電機控制，而且干擾較強的場(chǎng)合。

2 硬件電路設計
本SD卡讀寫(xiě)系統中的接口電路采用的STCl2C5A60S2單片機控制，并通過(guò)軟件編程實(shí)現SPI模式的數據傳輸(包括串行時(shí)鐘、數據的輸入和輸出)。在SPI模式下。單片機與SD卡的連接主要有四根線(xiàn)(包括時(shí)鐘線(xiàn)，兩根數據傳輸線(xiàn)和一根片選線(xiàn))，其接口硬件連接電路如圖1所示。

圖2所示是基于STCl2C5A60S2單片機的SD卡讀寫(xiě)電路設計原理圖，其中包括STC12C5A60S2單片機的晶振電路和復位電路SD卡連接電路、和SD卡套插座連接電路。

3 通訊模式的選擇
通常，SD卡有兩種總線(xiàn)模式，即SD總線(xiàn)模式和SPI總線(xiàn)模式。其中SD總線(xiàn)模式采用四條數據線(xiàn)并行傳輸數據，數據傳輸速率高，但是傳輸協(xié)議復雜，只有少數單片機才提供有此接口，而用軟件方法模擬SD總線(xiàn)又比較繁瑣，會(huì )降低SD卡的數據傳輸速率；而SPI總線(xiàn)模式只有一條數據傳輸線(xiàn)。傳輸協(xié)議簡(jiǎn)單，易于實(shí)現，雖然數據傳輸速率較低，但絕大多數中高檔單片機都提供有SPI總線(xiàn)，同時(shí)由于其易于用軟件方法來(lái)模擬。因此，本設計采用SPI總線(xiàn)模式。
SPI總線(xiàn)技術(shù)是MOTOROIA公司推出的一種同步串行總線(xiàn)接口，是目前單片機應用系統中最常用的幾種串行擴展接口之一。 SPI總線(xiàn)主要通過(guò)三根線(xiàn)進(jìn)行數據傳輸，包括同步時(shí)鐘線(xiàn)SCK、主機輸入／從機輸出數據線(xiàn)MISO、主機輸出／從機輸人數據線(xiàn)MOSI。另外，它還有一條低電平有效的從機片選線(xiàn)CS，片選信號以及同步時(shí)鐘脈沖由主機提供。SPI總線(xiàn)模式的數據是以字節為單位進(jìn)行傳輸的，主機與SD卡的各種通信都由主機控制。