單片機讀寫MiCro SD卡

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1、TECHNOLOGYREVIEW技術(shù)縱橫ATmega128L單片機的MicroSD卡讀寫■西安工程大學(xué)朱大銳張團善高文針對電腦橫機控制系統(tǒng)對花型文件數(shù)據(jù)存儲的要求,在ATmega128L單片機基礎(chǔ)上采用MicroSD卡實現(xiàn)嵌入式文件系統(tǒng)。文章介紹了MicroSD卡的特點、FAT文件系統(tǒng)、SPI模式協(xié)議以及硬件接口的實摘要現(xiàn)。通過ATmega128L的SPI模式與MicroSD卡進行同步數(shù)據(jù)傳輸,實現(xiàn)MicroSD卡的讀寫,以FAT32文件格式建立相應(yīng)的文件系統(tǒng),把數(shù)據(jù)以文件方式寫入MicroSD卡。通過單片機向MicroSD卡發(fā)送讀寫扇區(qū)命令,完成文件的創(chuàng)建、打開、讀寫、刪除等操作。關(guān)鍵

2、詞ATmega128LMicroSD卡串行外設(shè)協(xié)議文件分配表機開始所有的總線傳輸。數(shù)據(jù)從單片機的MOSI引腳同引言步輸入MicroSD卡的DI引腳,并由MicroSD卡的DO線隨著工業(yè)控制系統(tǒng)功能的增強,系統(tǒng)對于存儲介質(zhì)同步輸入單片機的MISO引腳,數(shù)據(jù)在CLK信號的上升的安全、容量、性能的要求越來越高。MicroSD卡是在沿同步輸入和輸出。在每個數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕Y(jié)尾還必須提供SD卡和MiniSD卡基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種多功能存儲8個額外的時鐘,以允許MicroSD卡完成任何未完結(jié)的卡,具備串行和隨機存取能力,可以通過專用優(yōu)化速度的操作。由于MicroSD卡的電壓為3.3V,所以選擇需要支串行接

3、口訪問,數(shù)據(jù)傳輸可靠,安全性好,傳輸速度快,存持3.3V的I/O端口輸出的ATmega128L單片機。另儲容量大,體積小,被列為目前全球最小的迷你存儲卡。外,使用SPI模式時,為了防止在無卡接入或卡驅(qū)動器呈MicroSD卡支持SD模式和SPI模式。隨著高性能單片高阻態(tài)時總線懸空,根據(jù)SD卡規(guī)范,這些信號需要在主機的性能不斷提高,利用高性能、低功耗的AVR8位機端用10kΩ～100kΩ的上拉電阻,其硬件連接電路如圖ATmega128L單片機的串行外設(shè)接口SPI與MicroSD卡1所示。之間進行高速同步數(shù)據(jù)傳輸,設(shè)計開發(fā)了一種嵌入式文件系統(tǒng)。1硬件電路設(shè)計MicroSD卡的接口可以支持兩種操

4、作模式:SD模式和SPI模式。主機系統(tǒng)可以選擇其中任一模式。SD卡模式允許4線的高速數(shù)據(jù)傳輸,傳輸速率高,但是大部分單片機無此接口,使用軟件模擬協(xié)議復(fù)雜。SPI模式使用簡圖1單片機與MicroSD卡硬件連接電路單通用的SPI通道接口就可實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸,目前大多數(shù)單片機提供SPI接口。SPI模式的優(yōu)勢在于可以使用標準2軟件設(shè)計主機,從而把外設(shè)減少到最低。SPI模式相對于SD模式的缺點是損失了傳輸速度;但是目前的微處理器的處理速2.1MicroSD卡初始化為SPI總線模式度越來越高,利用SPI模式大都能滿足工程需要。ATmega128L單片機包含一個串行外設(shè)接口SPI,可MicroSD卡要求用

5、全雙工、8位的SPI操作。以方便地對MicroSD卡接口進行配置。為了配置時鐘和ATmega128L單片機和MicroSD卡之間只需要4根信號數(shù)據(jù)長度,需要對SPI控制寄存器SPCR和SPI狀態(tài)寄存線就可以完成數(shù)據(jù)的讀寫,當(dāng)CS信號線為低電平時,主器SPSR進行設(shè)置:使能SPI,選擇單片機為主機模式,時paper@mesnet.com.cn(投稿專用)2009年第5期Microcontrollers&EmbeddedSystems37技術(shù)縱橫TECHNOLOGYREVIEW鐘上升沿鎖存數(shù)據(jù),并且對SPI時鐘進行設(shè)置。MicroSD卡的SPI模式通信由主機控制。每一個指令或數(shù)據(jù)塊由8位的字

6、節(jié)和CS標志構(gòu)成,SPI通信由指令、響應(yīng)和數(shù)據(jù)組成。主機先將MicroSD卡的片選CS置低,激活MicroSD卡進入工作狀態(tài)。剛上電時,MicroSD卡缺省使用專有的SD總線協(xié)議。將MicroSD卡切換到SPI模式,主機需要發(fā)出命令CMD0(GO_IDLE_STATE)。MicroSD卡會檢測到SPI模式選擇信息,因為卡選擇(CS)引腳在該命令和其他所有SPI命令傳送過程中都保持為低電平。MicroSD卡以R1作為響應(yīng)?？臻e狀態(tài)位被置為高電平,此時MicroSD卡進入空閑狀態(tài),此階段的SPI時鐘頻率不能超過400kHz(將SPCR寄存器設(shè)置為0x53)。MicroSD卡進入圖3Micro

7、SD卡讀寫單塊數(shù)據(jù)流程SPI模式后,主機應(yīng)該先發(fā)一條初始化指令CMD1。此時2.3MicroSD卡的文件存儲可將SPI頻率設(shè)置為高速模式(將SPCR寄存器設(shè)置為為了方便ATmega128L單片機對MicroSD卡中文件0x50)。然后發(fā)送命令CMD59決定是否開啟CRC校驗,進行操作,以及要使MicroSD卡的數(shù)據(jù)能在PC機上得到設(shè)置讀、寫塊數(shù)據(jù)長度,最后延遲8個時鐘后返回。Micro正確的訪問,需要在MicroSD卡上創(chuàng)建它們支持