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   基于单片机的MicroDrive接口设计      ★★★ 【字体: 】  
基于单片机的MicroDrive接口设计
收集整理:佚名    来源:本站整理  时间:2009-01-10 22:52:41   点击数:[]    

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摘要:介绍了IBM的MicroDrive的基本结构和工作原理,详细说明了MicroDrive接口设计的关键技术;以AT89C52型单片机为基础,设计完成了MicroDrive的接口电路,正确实现了对MicroDriver的读写及数据管理等功能。

    关键词:MicroDrive 单片机

近几年,各种大容量的小型存储器不断涌现,在便携式设备中获得了广泛的应用。目前常见的存储卡类型有:1Smart Media Card2MemoryStick3MultiMedia Card4CompactFlash Type I Card5IBM的MicroDrive等。各存储卡在容量、功耗、体积上各有特色,但IBM的MicroDrive尤为出色。

MicroDrive是由IBM日本分公司研发生产出来的产品,其接口符合CFA(CompactFlash Association)协会制定的CF+ Type II 规范,具有容量大(170MB~3GB)、体积小(42.8mm×36.4mm×5.0mm)、性价比高、耗电量小等特点,已在数码相机、笔记本电脑、掌上电脑、便携式音乐播放器等设备的存储中获得了较广泛的应用。

目前市面上已有多家国内外公司生产出操作MicroDrive的接口(如IBM公司),但其价格较高。为降低成本,实现对MicroDrive的数据访问和管理功能,本文给出了一种基于单片机的MicroDrive接口设计。

1 MicroDrive介绍

MicroDrive各性能参数如下:

·容量(MB):1000/512/340;

·缓冲区大小:128字节;

·扇区大小(字节):512;

·盘片数量:1;

·平均寻道时间:12ms;

·平均等待时间:8.33ms;

·最大内部数据传输速率:59.9MB/s;

·最大外部数据传输速率:13.3MB/s;

接口:CF+兼容ATA和PCMCIA

数据密度GB/平方英寸:15.2;

大小:5mm×43mm×35mm;

重量:17克;

磁盘旋转速度:3600RPM。

主要特点有:

·体积小、重量轻、容量大;

·可靠性高,有效的数据保护及数据编码技术,使得其出错率极低;

·读写速度快,连续读写速率最高可达4.2MB/s,抗冲击(1500G),耐震动(5G);

·兼容性好,支持3.3V或5V工作电压,具有广阔的使用范围。

2 MicroDrive硬件接口设计

2.1 MicroDrive接口简介及访问模式的选择

MicroDrive的接口符合CF+ Type II标准,支持3.3V或5V直流工作电压,提供了完整的PCMCIA-ATA功能且通过ATA/ATAPI-4兼容TrueIDE。但与68针接口的PCMCIA卡不同的是,同样遵从ATA协议的MicroDrive 接口只有50针,采用50脚双列0.05英寸间距标准接口(管脚排列如表1所示)。

表1 MicroDrive管脚排列

管脚号名  称管脚号名  称管脚号名  称
Pin1GNDPin18A02Pin35IOWR
Pin2D03Pin19A01Pin36WE
Pin3D04Pin20A00Pin37RDY/BSY
Pin4D05Pin21D00Pin38VCC
Pin5D06Pin22D01Pin39CSEL
Pin6D07Pin23D02Pin40VS2
Pin7CE1Pin24WPPin41RESET
Pin8A10Pin25CD2Pin42WAIT
Pin9OEPin26CD1Pin43INPACK
Pin10A09Pin27D11Pin44REG
Pin11A08Pin28D12Pin45BVD2
Pin12A07Pin29D13Pin46BVD1
Pin13VCCPin30D14Pin47D08
Pin14A06Pin31D15Pin48D09
Pin15A05Pin32CE2Pin49D10
Pin16A03Pin33VS1Pin50GND
Pin17A04Pin34IORD  

对MicroDrive,数据都是以512字节的扇区单元进行操作,能够通过IDE、Memory等模式对其进行访问。

虽然IDE模式被广泛应用于计算机硬盘的接口中,同时也被经常应用于嵌入式系统中,得到绝大多数的BIOS和工业单板机的支持;但是IDE模式涉及复杂的文件管理,使得控制操作相对复杂,不符合简单可行的设计要求。

本系统由单片机实现嵌入式设计。而Memory模式是MicroDrive的默认模式,可以避免繁琐的寄存器设置,同时支持8位数据带宽,控制操作相对简单,可以极大地简化设计,节省系统的资源。故本系统采用Memory模式。

2.2 硬件接口

本系统电路连接框图如图1所示,主要包含以下五部分:

(1)AT89C52

AT89C52拥有比8051多一倍的数据存储器(256字节的RAM),拥有8K字节内部只读存储器(ROM),操作命令以及各引脚与8051基本一致。在本系统中,AT89C52的作用至关重要,它担负着与外部的通信及实现对MicroDrive的各种操作。

(2)外部数据存储器

外部数据存储器主要用作硬盘数据读写的缓存,因而必须具有非易失性、简便的操作及合适的容量。62HC64容量为8KB具有非易失性、功耗低等特点。

(3)通信电平转换芯片

RS232C是目前异步串行通信中应用最广泛的标准总线,适用于数据中断设备(DTE)和数据通信设备(DCE)之间的接口;而单片机使用TTL电

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