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基于單片機(jī)的MicroDrive接口設(shè)計(jì)
摘要:介紹了IBM的MicroDrive的基本結(jié)構(gòu)和工作原理,詳細(xì)說明了MicroDrive接口設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù);以AT89C52型單片機(jī)為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)完成了MicroDrive的接口電路,正確實(shí)現(xiàn)了對MicroDriver的讀寫及數(shù)據(jù)管理等功能。近幾年,各種大容量的小型存儲(chǔ)器不斷涌現(xiàn),在便攜式設(shè)備中獲得了廣泛的應(yīng)用。目前常見的存儲(chǔ)卡類型有:?1?Smart Media Card??2?MemoryStick??3?MultiMedia Card??4?CompactFlash Type I Card??5?IBM的MicroDrive等。各存儲(chǔ)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)出來的產(chǎn)品,其接口符合CFA(CompactFlash Association)協(xié)會(huì)制定的CF+ Type II 規(guī)范,具有容量大(170MB~3GB)、體積。ǎ矗玻福恚怼粒常叮矗恚怼粒担埃恚恚⑿詢r(jià)比高、耗電量小等特點(diǎn),已在數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦、掌上電腦、便攜式音樂播放器等設(shè)備的存儲(chǔ)中獲得了較廣泛的應(yīng)用。
目前市面上已有多家國內(nèi)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(xiàn)對MicroDrive的數(shù)據(jù)訪問和管理功能,本文給出了一種基于單片機(jī)的MicroDrive接口設(shè)計(jì)。
1 MicroDrive介紹
MicroDrive各性能參數(shù)如下:
·容量(MB):1000/512/340;
·緩沖區(qū)大。海保玻缸止(jié);
·扇區(qū)大小(字節(jié)):512;
·盤片數(shù)量:1;
·平均尋道時(shí)間:12ms;
·平均等待時(shí)間:8.33ms;
·最大內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸速率:59.9MB/s;
·最大外部數(shù)據(jù)傳輸速率:13.3MB/s;
接口:CF+?兼容ATA和PCMCIA?
數(shù)據(jù)密度?GB/平方英寸?:15.2;
大。海担恚怼粒矗常恚怼粒常担恚恚
重量:17克;
磁盤旋轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)保護(hù)及數(shù)據(jù)編碼技術(shù),使得其出錯(cuò)率極低;
·讀寫速度快,連續(xù)讀寫速率最高可達(dá)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(shè)計(jì)
2.1 MicroDrive接口簡介及訪問模式的選擇
MicroDrive的接口符合CF+ Type II標(biāo)準(zhǔn),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(biāo)準(zhǔn)接口(管腳排列如表1所示)。
表1 MicroDrive管腳排列
對MicroDrive,數(shù)據(jù)都是以512字節(jié)的扇區(qū)單元進(jìn)行操作,能夠通過IDE、Memory等模式對其進(jìn)行訪問。
雖然IDE模式被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)硬盤的接口中,同時(shí)也被經(jīng)常應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)中,得到絕大多數(shù)的BIOS和工業(yè)單板機(jī)的支持;但是IDE模式涉及復(fù)雜的文件管理,使得控制操作相對復(fù)雜,不符合簡單可行的設(shè)計(jì)要求。
本系統(tǒng)由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)嵌入式設(shè)計(jì)。而Memory模式是MicroDrive的默認(rèn)模式,可以避免繁瑣的寄存器設(shè)置,同時(shí)支持8位數(shù)據(jù)帶寬,控制操作相對簡單,可以極大地簡化設(shè)計(jì),節(jié)省系統(tǒng)的資源。故本系統(tǒng)采用Memory模式。
2.2 硬件接口
本系統(tǒng)電路連接框圖如圖1所示,主要包含以
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