單片機與CF卡的接口設計與實現

? 1 引言

??? 電子存儲設備的不斷涌現，使許多便攜設備大容量數據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、性能優良、攜帶方便等優點，已廣泛應用在數據采集系統和許多消費類電子產品中。然而目前所開發的產品成本高，電路復雜，所需元器件數目多，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的地址不是連續的。Block1從F000H開始。上電后程序既可以從blockO(0000H)開始執行，也可以從block1(F000H)開始執行。單片機的Re-Map[1：0]位決定程序從哪塊程序存儲器開始執行。當這2位都為1時，程序從0000H開始執行，否則，從F000H開始執行。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進行的．不支持直接讀寫存儲區域。由于一次至少要讀寫一個扇區(512字節)，所以目前多數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，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，而系統訪問Flash存儲器的速度遠遠小于訪問內存的速度，如果系統頻繁訪問CF卡，勢必會影響系統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

??? 出于嚴謹考慮．當寫入命令或寫入數據后要查詢狀態寄存器的狀態。以判斷CF是否準備就緒或讀寫成功。?

??? 3．2 等待CF卡數據請求
?3．3 設置8位數據寬度??

??? 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，只需向控制軟件發送扇區號和讀／寫扇區切換命令．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卡之間交換數據。在簡化硬件電路設計的同時，還提高了數據傳輸速度．具有較高的參考價值。